przedstawiający opis dorobku i osiągnięć naukowych · dr n. farm. Tomasz Baj Załącznik nr 2....

Załącznik nr 2

Autoreferat

przedstawiający opis dorobku

i osiągnięć naukowych

Tomasz Baj

Katedra i Zakład Farmakognozji z Pracownią Roślin Leczniczych

Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Analityki Medycznej

Uniwersytet Medyczny w Lublinie

Lublin, 2018

dr n. farm. Tomasz Baj Załącznik nr 2. Autoreferat przedstawiający opis dorobku i osiągnięć naukowych

2

SPIS TREŚCI

I Posiadane dyplomy, stopnie naukowe oraz tytuł rozprawy doktorskiej 4

II Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych 5

III Wskazanie osiągnięcia naukowego wynikającego z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14.03.2003 o stopniach naukowych i tytule naukowym

6

A. Tytuł osiągnięcia naukowego 6

B. Cykl prac i patentów zgłoszonych do postępowania habilitacyjnego 6

C. Omówienie celu naukowego, uzyskanych wyników z omówieniem ich ewentualnego wykorzystania

12

1. Cel naukowy 12

2. Wprowadzenie 12

3. Omówienie wyników 15

3.A. Optymalizacja warunków prowadzenia procesu hydrodestylacji olejków eterycznych oraz standaryzacja ich otrzymywania.

15

3.B. Ocena zmienności składu olejku eterycznego w obrębie gatunku oraz określanie zawartości i składu olejków eterycznych w substancjach roślinnych nieprzetworzonych przemysłowo i preparatach komercyjnych

24

3.C. Optymalizacja właściwości biologicznych mieszanin olejków eterycznych metodami modelowania statystycznego

36

3.D. Podsumowanie 41

IV. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo-badawczych 45

1. Praca naukowo-badawcza przed uzyskaniem stopnia doktora nauk farmaceutycznych

45

2. Osiągnięcia naukowo-badawcze po uzyskaniu stopnia doktora 46

3. Współpraca z innymi ośrodkami naukowymi oraz przemysłem 50

4. Kierowanie międzynarodowymi i krajowymi projektami badawczymi oraz udział w takich projektach

53


3

5. Międzynarodowe i krajowe nagrody za działalność naukową 53

6. Wygłoszenie referatów na międzynarodowych i krajowych konferencjach tematycznych

53

7. Uczestnictwo w programach europejskich oraz innych programach międzynarodowych i krajowych

54

8. Aktywny udział w międzynarodowych i krajowych konferencjach naukowych 55

9. Pozostałe nagrody i wyróżnienia 55

10. Udział w konsorcjach i sieciach badawczych 56

11. Udział w komitetach redakcyjnych i radach naukowych czasopism 56

12. Członkostwo w międzynarodowych i krajowych organizacjach oraz towarzystwach naukowych

56

13. Osiągnięcia dydaktyczne i w zakresie popularyzacji nauki 57

14. Opieka naukowa nad studentami 57

15. Opieka naukowa nad doktorantami w charakterze opiekuna naukowego lub promotora pomocniczego

58

16. Staże w zagranicznych i krajowych ośrodkach naukowych lub akademickich 58

17. Wykonane ekspertyzy lub inne opracowania na zamówienie 58

18. Udział w zespołach eksperckich i konkursowych 59

19. Recenzowanie publikacji w czasopismach międzynarodowych i krajowych 59

20. Bibliometryczne podsumowanie osiągnięć naukowych 60


4

I . POSIADANE DYPLOMY, STOPNIE NAUKOWE ORAZ TYTUŁ ROZPRAWY DOKTORSKIEJ

A. Dyplom i tytuł zawodowy magistra farmacji uzyskany na Wydziale Farmaceutycznym

Akademii Medycznej (obecnie: Uniwersytet Medyczny) w Lublinie, 1996 r.

B. Uzyskanie Prawa wykonywania zawodu farmaceuty, 1997 r.

C. Dyplom i stopień doktora nauk farmaceutycznych uzyskany na Wydziale

Farmaceutycznym Akademii Medycznej (obecnie: Uniwersytet Medyczny) w Lublinie,

2002 r. Tytuł rozprawy doktorskiej: Badania fitochemiczne dwu odmian dyptamu

jesionolistnego Dictamnus albus L. cv. Albiflorus i cv. Rosa purple. Wykonanej

pod promotorstwem prof. dr. hab. Tadeusza Wolskiego. Recenzentami w przewodzie

byli: prof. dr hab. Krystyna Suchorska-Tropiło oraz prof. dr hab. Monika

Waksmundzka-Hajnos,

D. Dyplom ukończenia studiów podyplomowych (z wyróżnieniem) na kierunku

Menedżer badań naukowych i prac rozwojowych w Wyższej Szkole Ekonomii

i Innowacji w Lublinie. Studia realizowane w ramach Projektu Kompetencje

dla współpracy nauka i biznes. Menedżerskie studia podyplomowe dla sektora B+R

(2013).

E. Uzyskane tytuły specjalisty w dziedzinie (określone w Rozp. Ministra Zdrowia z dnia

15 lutego 2017 r. w sprawie specjalizacji i uzyskiwania tytułu specjalisty przez farmaceutów,

Dz. U. poz. 516):

▪ Specjalista w dziedzinie: Farmacja przemysłowa,

Gdański Uniwersytet Medyczny/CMKP Warszawa, (2012).

▪ Specjalista w dziedzinie: Lek roślinny,

Gdański Uniwersytet Medyczny/CMKP Warszawa, (2008).


5

II. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych

Miejsce zatrudnienia: Uniwersytet Medyczny w Lublinie, Wydział Farmaceutyczne,

Katedra i Zakład Farmakognozji z Pracownią Roślin Leczniczych, Chodźki 1,

20-093 Lublin.

1996-1997 – pracownik naukowo-dydaktyczny na stanowisku asystenta w Katedrze

i Zakładzie Farmacji Stosowanej, UM w Lublinie

1997-2006 – pracownik naukowo-dydaktyczny na stanowisku asystenta w Katedrze

i Zakładzie Farmakognozji z Pracownią Roślin Leczniczych, UM w Lublinie

2006- do chwili obecnej – pracownik naukowo-dydaktyczny na stanowisku adiunkta

w Katedrze i Zakładzie Farmakognozji z Pracownią Roślin Leczniczych,

UM w Lublinie


6

III . Wskazanie osiągnięcia wynikającego z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. nr 65, poz. 595 ze zm.): A. Tytuł osiągnięcia naukowego:

„Olejki eteryczne – optymalizacja i porównanie technik hydrodestylacji

oraz ocena ich składu i właściwości biologicznych w aspekcie aplikacyjnym.”

Zgłoszone do postępowania habilitacyjnego osiągnięcie naukowe stanowi monotematyczny

cykl 8 publikacji i 2 patentów poświąconych otrzymywaniu oraz zastosowaniu olejków

eterycznych w aspekcie aplikacyjnym. Łączny współczynnik oddziaływania (Impact Factor)

wymienionych prac wynosi: 11,041, łączna punktacja KBN/MNiSW wynosi 163,00 pkt.

B. Cykl prac i patentów zgłoszonych do postępowania habilitacyjnego

PUBLIKACJE WCHODZĄCE W SKŁAD CYKLU OSIĄNIĘCIA NAUKOWEGO:

H-1. Baj T.*, Ludwiczuk A, Sieniawska E., Skalicka-Woźniak K., Widelski J.,

Zięba K., Głowniak K.,

GC-MS analysis of essential oils from Salvia officinalis L.: Comparison of extraction

methods of the volatile components.

Acta Pol. Pharm. 2013, 70(1), 35-40.

Impact Factor = 0,693; Pkt. MNiSW/KBN = 15,00.

Mój wkład w powstanie tej publikacji obejmował wybór tematyki badawczej, opracowanie

koncepcji pracy, zaplanowanie zakresu badań, opracowanie rezultatów w formie

tabelarycznej, interpretację wyników, wyciągnięcie wniosków, sformułowanie hipotez,

wyznaczenie kierunków dalszych badań, a także zredagowanie wstępnej wersji manuskryptu

oraz polegał na współudziale w wykonywaniu części doświadczalnej. Prowadziłem

korespondencję z wydawnictwem, a także wykonałem korektę pracy zgodnie z sugestiami

recenzentów. Mój udział procentowy szacuję na 65%.


7

H-2. Baj T.*, Sieniawska E., Kowalski R., Wesołowski M., Ulewicz-Magulska B.

Effectiveness of the Deryng and Clevenger-type apparatus in isolation of various

types of components of essential oil from the Mutelina purpurea Thell. flowers.

Acta Pol. Pharm., 2015, 72(3), 507-515.



koncepcji pracy, zaplanowanie i koordynację zakresu badań, interpretację wyników badań,

wyciągnięcie wniosków i zredagowanie wstępnej wersji manuskryptu oraz polegał na

współudziale w wykonywaniu części doświadczalnej, opracowaniu wyników w formie

graficznej i tabelarycznej. Prowadziłem korespondencję z wydawnictwem, a także

wykonałem korektę pracy zgodnie z sugestiami recenzentów. Mój udział procentowy szacuję

na 70%.

H-3. Baj T.*, Kowalski R., Świątek Ł., Modzelewska M., Wolski T.

Chemical composition and antioxidant activity of the essentials oil

of hyssop (Hyssopus officinalis L. ssp. officinalis).

Ann UMCS Sect. DDD, 2010, 23, 55-62.

Impact Factor = 0,000; Pkt. MNiSW/KBN = 9,00


koncepcji pracy, zaplanowanie zakresu badań, interpretację wyników badań, opracowanie

ich w formie tabelarycznej, wysunięcie wniosków, napisanie wstępnej wersji manuskryptu

i wyznaczenie kierunków dalszych badań. Uczestniczyłem także w wykonywaniu części

doświadczalnej. Prowadziłem korespondencję z wydawnictwem, a także wykonałem korektę

pracy zgodnie z sugestiami recenzentów. Mój udział procentowy szacuję na 75%.

H-4. Baj T.*, Korona Głowniak I., Kowalski R., Malm A..

Chemical composition and microbiological evaluation of essential oil

from Hyssopus officinalis L. with white and pink flowers.

Open Chem., 2018, 16(1): 317-323.



koncepcji pracy, zaplanowanie oraz koordynowanie kierunków badań, interpretację

wyników, opracowanie wyników w formie tabelarycznej, wysunięcie wniosków i napisanie


8

wstępnej wersji manuskryptu. Brałem udział w wykonywaniu części doświadczalnej.

Prowadziłem korespondencję z wydawnictwem, a także wykonałem korektę pracy zgodnie

z sugestiami recenzentów. Mój udział procentowy szacuję na 75%.

H-5. Baj T., Sieniawska E.*, Ludwiczuk A., Widelski J., Kiełtyka-Dadasiewicz A.,

Skalicka Wożniak K., Głowniak K.

Thin-layer chromatography-fingerprint, antioxidant activity,

and gas chromatography-mass spectrometry profiling of several Origanum L. species.

J. Planar Chromatogr., 2017, 30(5), 386-391.



koncepcji pracy, zaplanowanie zakresu badań, wykonanie analizy statystycznej, opracowanie

wyników w formie graficznej i tabelarycznej, ich interpretację, wyciągnięcie wniosków,

sformułowanie hipotez i wyznaczenie kierunków dalszych badań oraz polegał na

współudziale w wykonywaniu doświadczeń i redagowaniu manuskryptu oraz jego korekcie

zgodnie z sugestiami recenzentów. Mój udział procentowy szacuję na 45%.

H-6. Kowalski R.*, Baj T., Kowalska G., Pankiewicz U.

Estimation of potential availability of essential oil in some brands of herbal teas

and herbal dietary supplements.

PLoS One, 2015, 10(6), e0130714, 1-16.


Mój wkład w powstanie tej publikacji obejmował współudział w wyborze tematyki

badawczej, przeprowadzeniu eksperymentów oraz wyborze materiałów do badań

oraz narzędzi analitycznych, a także udziale w dyskusji wyników oraz korekcie manuskryptu.

Mój udział procentowy szacuję na 70%.


9

H-7. Kowalski R.*, Baj T., Kalwa K., Kowalska K., Sujka M.

Essential oil composition of Tilia cordata flowers.

J. Essent. Oil Bear. Plants, 2017, 20(4), 1137-1142.

Impact Factor = 0,681; Pkt. MNiSW = 15,00.

Mój wkład w powstanie tej publikacji obejmował współudział w wyborze tematyki

badawczej, opracowaniu koncepcji pracy i zaplanowaniu zakresu badań, interpretacji

oraz opracowywaniu wniosków, a także redagowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy

szacuję na 70%.

H-8. Baj T.*, Baryluk A., Sieniawska E.

Application of mixture design for optimum antioxidant activity of mixtures of

essential oils from Ocimum basilicum L. Origanum majorana L. and Rosmarinus

officinalis L.

Ind. Crops Prod., 2018, 115, 52-61.



koncepcji pracy i zaplanowanie zakresu badań, wykonanie części doświadczalnej, analizę

statystyczną, interpretację wyników badań, opracowanie wyników w formie graficznej

i tabelarycznej, wyciągnięcie wniosków, sformułowanie hipotezy badawczej, opracowanie

wstępnej wersji manuskryptu, korespondencję z wydawnictwem oraz wykonanie korekty

pracy zgodnie z sugestiami recenzentów. Mój udział procentowy szacuję na 80%.

UZYSKANE PATENTY WCHODZĄCE W CYKL OSIĄGNIĘCIA NAUKOWEGO:

H-P1. Baj T.*, Wolski T., Głowniak K., Kowalski R., Zięba K., (2011).

Sposób i układ do otrzymywania olejku eterycznego.

Patent. Polska, nr 208052; Uniwersytet Medyczny w Lublinie, PL.

O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.03.2011, WUP 03/11.

Mój wkład w powstanie tego patentu obejmował wybór tematyki badawczej, opracowanie

koncepcji i założeń technicznych patentu, zaplanowanie zakresu badań, wybór substancji

roślinnych, zaprojektowanie modułu sterującego temperaturą oraz elementu grzewczego,

koordynowanie ich wykonania, interpretację wyników badań, wyciągnięcie wniosków,

sformułowanie wstępnych zastrzeżeń patentowych, wyznaczenie kierunków dalszych badań,


10

zredagowanie projektu patentu i korespondencję z rzecznikiem patentowym jako osoba

wskazana do występowania w imieniu współtwórców. Mój udział procentowy wskazany

w Patencie wynosi 50%.

H-P2. Baj T.*, Wolski T., Głowniak K., Kowalski R., Zięba K., (2011).

Sposób otrzymywania olejku eterycznego.

Patent. Polska, nr 208058; Uniwersytet Medyczny w Lublinie, PL.

O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.03.2011, WUP 03/11.

Mój wkład w powstanie tego patentu obejmował wybór tematyki badawczej, opracowanie

koncepcji i założeń patentu, zaplanowanie zakresu badań, interpretację wyników badań,

wyciągnięcie wniosków, sformułowanie wstępnych zastrzeżeń patentowych, zredagowanie

projektu patentu i korespondencję z rzecznikiem patentowym jako osoba wskazana

do występowania w imieniu współtwórców. Mój udział procentowy wskazany w Patencie

wynosi 50%.

*Autor do korespondencji.

Część wyników opisanych w cyklu prac i patentach została zaprezentowałem na wykładach

oraz w formie posterów na konferencjach.

Wykłady:

W-1. Ocena zawartości i składu olejków eterycznych otrzymywanych na skalę laboratoryjną.

TOMASZ BAJ, RADOSŁAW KOWALSKI, KAZIMIERZ GŁOWNIAK.

W: XXI Naukowy Zjazd Polskiego Towarzystwa Farmaceutycznego: Farmacja polska na tle Unii

Europejskiej. Gdańsk, 12-15 września 2010. s. 445.

W-2. Hyzop lekarski (Hyssopus officinalis L.) – zawartość i skład olejku eterycznego.

TOMASZ BAJ, TADEUSZ WOLSKI, KAZIMIERZ GŁOWNIAK.

W: IV Krajowe Sympozjum: Naturalne i syntetyczne produkty zapachowe i kosmetyczne. Łódź,

20-22 czerwca 2007. s. 39.

http://bpp.umlub.pl/bpp/rekord/29,60884/









11

Postery na konferencjach naukowych:

P-1. Essential oil composition of Tiliae inflorescentia.

TOMASZ BAJ, KLAUDIA KAŁWA, GRAŻYNA KOWALSKA, RADOSŁAW KOWALSKI.

W: 10th International Symposium on Chromatography of Natural Products : The application

of Analytical Methods for the Development of Natural Products. Lublin, June 6-9, 2016. s. 78.

P-2. GC/MS analysis of essential oils obtained in different apparatuses recommended in

Pharmacopoeia for hydrodistillation.

TOMASZ BAJ, MAGDALENA SZEWCZYK, MAGDALENA ROMAŃSKA, ELWIRA SIENIAWSKA,

AGNIESZKA LUDWICZUK.

W: 9th International Symposium on Chromatography of Natural Products: The Application

of Analytical Methods for the Development of Natural Products. Lublin, May 26-29, 2014, s. 77.

P-3. Jakościowa i ilościowa analiza olejków eterycznych otrzymanych w różnych aparatach

do hydrodestylacji.

TOMASZ BAJ, ELWIRA SIENIAWSKA, MAGDALENA SZEWCZYK, MAGDALENA ROMAŃSKA.

W: X Konferencja Chromatograficzna "Chromatografia - niezbędne narzędzie w nauce

i technice". Lublin, 23-26 września 2014, s. 115.

P-4. Comparison of different extraction methods for the analysis of essential oils from selected

aromatic plants by gas chromatography-mass spectrometry.

TOMASZ BAJ, KRZYSZTOF ZIĘBA, MAREK MARDAROWICZ, TADEUSZ WOLSKI.

W: 6th International Symposium on Chromatography of Natural Products: The application

of chromatographic methods in phytochemical & biomedical analysis. Lublin, June 15-18, 2008.

s. 70.

Wykaz opublikowanych prac naukowych oraz informacja o osiągnięciach dydaktycznych, współpracy

naukowej i popularyzacji nauki znajduje się w Załączniku 4. Kopie wymienionych prac

oraz oświadczenia współautorów określające indywidualny wkład każdego z nich w powstawanie

poszczególnych prac znajdują się w Załącznikach 5 i 6. Analiza bibliometryczna potwierdzająca

punktacje Impact Factor oraz KBN/MNiSW, sporządzona przez Bibliotekę Główną Uniwersytetu

Medycznego w Lublinie, znajduje się w Załączniku 7.



















12

Badania naukowe, opisane w wymienionych publikacjach, prowadziłem w oparciu o środki finansowe

uzyskane od Uniwersytetu Medycznego w Lublinie w ramach prac własnych (PW) oraz działalności

statutowej (DS). Podczas realizacji ww. badań wykorzystywałem sprzęt zakupiony w projekcie

finansowanym ze środków Unii Europejskiej w ramach projektu Programu Operacyjnego Rozwój

Polski Wschodniej 2007-2013.

C. Omówienie celu naukowego, uzyskanych wyników z omówieniem ich ewentualnego

wykorzystania

1. CEL NAUKOWY

Celem prowadzonych przeze mnie badań była optymalizacja warunków prowadzenia

procesu otrzymywania olejków eterycznych z materiału roślinnego pod względem

wydajności otrzymywania, ocena zmienności ich składu oraz zastosowanie modelowania

statystycznego do określania ich właściwości biologicznych w aspekcie aplikacyjnym.

W moich badaniach dominowały trzy kierunki prac nad olejkami eterycznymi:

1. Optymalizacja warunków prowadzenia procesu hydrodestylacji olejków eterycznych

oraz standaryzacja ich otrzymywania (H-P1, H-P2, H-1, H-2).

2. Ocena zmienności składu olejku eterycznego w obrębie gatunku oraz określanie

zawartości i składu olejków eterycznych w substancjach roślinnych

nieprzetworzonych przemysłowo i preparatach komercyjnych (H-3 – H-7).

3. Optymalizacja właściwości biologicznych mieszanin olejków eterycznych metodami

modelowania statystycznego (H-8).

2. WPROWADZENIE

W komórkach roślinnych wytwarzane są liczne substancje chemiczne, które są wydzielane

przez żywe protoplasty jako składniki fizjologiczne lub jako uboczne produkty przemiany

materii. Do takich substancji wydzielniczych należą między innymi olejki eteryczne [Broda,

1998]. Są one najczęściej mieszaninami o zróżnicowanym składzie chemicznym,

zawierającymi od kilku do kilkudziesięciu substancji lotnych. Charakteryzują się lotnością,

skręcalnością optyczną, gęstością, lipofilowością oraz charakterystycznym zapachem.


13

W olejkach eterycznych najczęściej dominuje jeden, dwa lub trzy, rzadziej więcej składników,

które mogą służyć jako markery chemotaksonomiczne, a przy tym potrafią również

warunkować ich właściwości biologiczne.

Olejki eteryczne, jako grupa związków, wykazują wielokierunkowe właściwości

farmakologiczne, do których zaliczamy między innymi działania: przeciwbólowe,

uspokajające, przeciwzapalne, spazmolityczne, miejscowo znieczulające, a także

bakteriobójcze, wirusobójcze i grzybobójcze [Bakkali, et al., 2008]. Wiele z olejków

eterycznych, np. z oregano czy z tymianku, wykazuje właściwości antyoksydacyjne,

co – oprócz zastosowania w medycynie – może mieć zastosowania w żywności [Amorati

et al., 2013].

Polska posiada duży potencjał w zakresie produkcji surowców zielarskich, chociaż należałoby

zwrócić większą uwagę na rozwój kontrolowanych upraw oraz powszechną standaryzację

surowców [Jambor, 2007]. Historia upraw zielarskich w naszym kraju sięga XIX oraz XX

wieku. Jak podają źródła, jedne z pierwszych plantacji założono na Lubelszczyźnie. Były to

m.in. uprawy mięty w okolicach Krasnegostawu, gdzie powstała też destylarnia olejku

miętowego i tatarakowego. Rejonami, w których pozyskiwano substancje roślinne ze stanu

naturalnego były: Lubelszczyzna, Polesie i Wileńszczyzna, natomiast z upraw otrzymywano

je w rejonie poznańskim [Dyduch, 2014]. W ostatnich latach udział powierzchni uprawy ziół

i przypraw wynosił dla województwa lubelskiego blisko 40% [Newerli-Guz, 2016]. W Polsce,

w roku 2013 zarejestrowano 18 przedsiębiorstw produkujących olejki eteryczne, zaś liczba

przedsiębiorstw produkujących przyprawy wynosiła 284 [Olewnicki et al., 2015]. Były one

najczęściej zlokalizowane w województwie mazowieckim i wielkopolskim.

Według normy ISO 9235 „Aromatic natural raw materials – Vocbulary” [cyt. za: Brud, 2015]

olejek eteryczny to produkt otrzymany z roślin lub ich części:

• przez destylację z parą wodną (hydrodestylacja); destylację wodno-parową lub parą

wodną;

• w procesie mechanicznym z naowocni (owocni) owoców cytrusowych, zwanej skórką;

• przez suchą destylację, oddzielany od warstwy wodnej metodami fizycznymi.

Powyższa definicja jest bardzo słuszna i istotna. Ma ona na celu odróżnienie olejków stricte

eterycznych od ekstraktów [Brud, 2015]. Podstawowymi, najczęściej stosowanymi aparatami


14

do otrzymywania olejków eterycznych w skali laboratoryjnej są szklane urządzenia typu

Clevenger [FP XI, 2017]; popularny w naszym kraju aparat typu Deryng [Deryng, 1951];

aparat Ungera [Bezić, et al. 2003], czy też umożliwiający równoczesną destylację z parą

wodną i ekstrakcję aparat Likensa-Nickersona [Chaintreau, 2001]. Olejki eteryczne

otrzymywane są także poprzez destylację wspomaganą promieniowaniem mikrofalowym

w metodzie bezrozpuszczalnikowej (SFME) [Filly et al., 2014].

Na świecie występuje 18 tysięcy gatunków roślin olejkodajnych. Na skalę przemysłową

produkuje się ok. 300 olejków, zaś najczęściej wykorzystuje się kilkadziesiąt z nich

[Hac-Szymanczuk et al., 2014]. Do istotnych zagadnień związanych z aplikacją olejków

eterycznych w procesach produkcyjnych należy sposób ich otrzymywania i standaryzacja

surowców roślinnych ze względu na wysoką zmienność jakościową i ilościową.

Wydajność hydrodestylacji jest zagadnieniem dosyć złożonym. Zawartość procentowa olejku

eterycznego w substancji roślinnej często nie jest wysoka, co wiąże się z koniecznością

wykonania dodatkowych prac związanych z jej zwiększeniem. Jednym z takich rozwiązań jest

destylacja wspomagana ultradźwiękami, polegająca na wprowadzeniu głowicy

ultradźwiękowej do układu ciecz-substancja roślinna. Powoduje to degradację struktur

olejkowych [Chemat i Khan, 2011]. Prowadzone są również badania nad wstępną maceracją

surowców olejkowych ultradźwiękami, co powoduje przyrost wydajności o ok. 10%.

Substancje posiadające zewnętrzne struktury wydzielnicze łatwo ulegają degradacji pod

wpływem zjawiska kawitacji [Kowalski et al., 2015]. Większe wydajności można uzyskać

poprzez zróżnicowanie stopnia rozdrobnienia macerowanych surowców [Kobus et al., 2014].

Niemniej jednak istnieje potrzeba dalszego poszukiwania sposobów mających na celu

zwiększenie ilości uzyskiwanego olejku, co może mieć znaczenie dla substancji roślinnych

posiadających głębiej zlokalizowane struktury wydzielnicze.

Ważnym zagadnieniem dotyczącym aplikacyjnego wykorzystania olejków eterycznych jest

heterogenność składu jakościowego i ilościowego, który może być zależny od wielu

czynników zewnętrznych, m.in. warunków klimatycznych, warunków uprawy, sposobu

zbioru surowców i ich przechowywania. Ich jakość w zastosowaniu komercyjnym zależy

również od etapów produkcyjnych. Dlatego też ważnym elementem aplikacyjnym olejków

eterycznych jest standaryzacja substancji roślinnych i ich normalizacja. Niezbędna okazuje się

również unifikacja norm oraz procedur stosowanych w kalifikacji substancji roślinnej


15

do dalszej produkcji. Olejkowe surowce roślinne będące składnikami wielu preparatów

komercyjnych dostępnych na rynku powinny zachowywać swoją określoną zawartość ciał

czynnych także w czasie przechowywania. Dlatego też, w celu maksymalnego wykorzystania

właściwości terapeutycznych surowców roślinnych, oprócz stosowania standaryzowanych

surowców należy uwzględnić ich ilość oraz sposób dawkowania w produkcie. Pewnym

rozwiązaniem jest także uprawa nowych gatunków i odmian roślin olejkowych

ukierunkowana na zawartość głównych składników aktywnych, które determinują aktywność

biologiczną.

W celu optymalizacji właściwości biologicznych mieszanin olejków eterycznych można

również stosować modelowanie statystyczne. Jednym z jego celów jest przewidywanie

najwyższej aktywności mieszanin na podstawie ograniczonej liczby eksperymentów. Ma to

również znaczenie ekonomiczne, pozwala bowiem na znaczne ograniczenie czasu procesu

przygotowywania formulacji.

Celem prowadzonych przeze mnie badań naukowych była optymalizacja warunków

prowadzenia procesu otrzymywania olejków eterycznych z wykorzystaniem opracowanego

układu i sposobu hydrodestylacji; ocena zmienności składu jakościowego oraz ilościowego

olejków zarówno w obrębie gatunków, jak i pomiędzy surowcami występującymi w stanie

naturalnym oraz będących składnikami produktów komercyjnych. Równoległym celem

moich badań było opracowanie składu mieszaniny olejków eterycznych pod względem ich

najkorzystniejszych właściwości biologicznych.

3. OMÓWIENIE WYNIKÓW

3.A. Optymalizacja warunków prowadzenia procesu hydrodestylacji olejków eterycznych

oraz standaryzacja ich otrzymywania.

W wielu laboratoriach naukowo-badawczych, w celu zwiększenia wydajności ekstrakcji

substancji biologicznie czynnych, często stosowana jest ekstrakcja wspomagana

ultradźwiękami (UAE) [Chemat i Khan, 2011]. Proces UAE może przebiegać na dwa sposoby:

w łaźni ultradźwiękowej umieszczana jest kolba z mieszaniną ekstrakcyjną lub do kolby

wprowadza się sondę ultradźwiękową, która generuje fale dźwiękowe. W obu technikach

następuje degradacja struktur komórkowych pod wpływem kawitacji. Podczas gdy


16

w ekstrakcji wspomaganej ultradźwiękami uzyskuje się generalnie większą wydajność,

to użycie sondy powoduje nierównomierne rozchodzenie się ciepła generowanego przez

głowicę.

Olejki eteryczne zlokalizowane są w różnych strukturach wydzielniczych, występujących

zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz rośliny. Uzyskuje się je najczęściej techniką

hydrodestylacji z parą wodną. Proces ten polega umieszczeniu na odpowiednio

przygotowanej substancji roślinnej w naczyniu ekstrakcyjnym (kolbie) dodaniu wody

i podłączeniu układu do elementu grzewczego. Składniki olejku unoszone są z parą wodną,

która po przejściu przez chłodnicę, skrapla się w odbieralniku, tworząc układ dwufazowy

olej/woda (olejek jako lżejszy unoszony jest na powierzchni). W wielu laboratoriach na

świecie prowadzone są różne badania mające na celu optymalizację wydajności

hydrodestylacji, co może mieć znaczenie aplikacyjne w ich produkcji na większą skalę.

Połączenie powyższych obserwacji dotyczących technik ekstrakcji wspomaganej

ultradźwiękami i hydrodestylacji pozwoliło na sformułowanie hipotezy, że wykorzystanie fal

dźwiękowych generowanych w łaźni ultradźwiękowej spowoduje większą wydajność

otrzymywania olejku eterycznego w procesie hydrodestylacji.

W przeprowadzonym przeglądzie piśmiennictwa brak było rozwiązań łączących łaźnię

ultradźwiękową z procesem hydrodestylacji. Proponowane dotychczas rozwiązania

wykorzystywały sondę ultradźwiękową jako urządzenie do wytwarzania ultradźwięków

[Chemat et al., 2004], jednakże tego typu urządzenia mogą generować wysoką temperaturę

wokół głowicy, co nie zapewnia równomiernego rozkładu termicznego. Dlatego też

postanowiłem stworzyć odpowiedni układ do destylacji olejku eterycznego wspomaganej

ultradźwiękami i zoptymalizować sposób jego otrzymywania.

Pierwszym problemem, który musiałem rozwiązać w prowadzonym eksperymencie było

doprowadzenie układu do wrzenia. W klasycznej metodzie otrzymywania olejku eterycznego

do tego celu sosowany jest płaszcz grzewczy, który zapewnia podgrzanie układu

do pożądanej temperatury wrzenia mieszaniny wewnątrz kolby, co z kolei powoduje proces

parowania. W przypadku prowadzenia ekstrakcji w łaźni ultradźwiękowej należało

zastosować inne rozwiązanie. Powszechnie stosowaną cieczą w klasycznych łaźniach

ultradźwiękowych jest woda, zaś temperatura jaką można otrzymać w tego typu


17

urządzeniach jest rzędu ok. 80oC. Próby zastosowania dodatkowego ogrzewania w łaźni i tym

samym doprowadzenia do wrzenia układu w kolbie nie przyniosło pożądanego rezultatu.

Dlatego też zdecydowałem się zastąpić wodę innym rozpuszczalnikiem o zdecydowanie

wyższej temperaturze wrzenia. Próby optymalizacyjne prowadzone były z cieczami

wysokowrzącymi jako medium zewnętrznym. Pozwoliło mi to na zwiększenie temperatury,

a tym samym na podgrzanie układu do temperatury powyżej wrzenia wody

i przeprowadzenie procesu hydrodestylacji. Kolejnym problemem, który wyniknął w trakcie

eksperymentu, było właściwe, równomierne podgrzanie kolby ekstrakcyjnej. W tym celu

na potrzeby eksperymentu zaprojektowałem specjalną grzałkę, która stanowiła wyposażenie

układu. Jej konstrukcja pozwalała na stabilne umieszczenie w niej kolby na dnie łaźni

ultradźwiękowej i równomierne podgrzanie układu. Ponadto opracowałem specjalne

urządzenie sterujące układem, które pozwalało na kontrolowanie temperatury procesu

poprzez zastosowanie czujnika, po doprowadzeniu cieczy zewnętrznej do zadanej

temperatury odłączało ono układ grzewczy. W module sterującym zaproponowałem też

umieszczenie potencjometru, który służył do sterowania temperaturą cieczy w łaźni

ultradźwiękowej. Schemat układu do destylacji olejku eterycznego metodą wspomaganą

ultradźwiękami (UAHD) przedstawiono na Ryc. 1.

Ryc.1. Schemat układu do destylacji olejku eterycznego wspomaganego ultradźwiękami [H-P1].


18

Opracowany i zoptymalizowany przeze mnie sposób oraz układ do otrzymywania olejku

eterycznego wspomaganego ultradźwiękami (H-P1) jest uniwersalny, umożliwia bowiem

prowadzenie hydrodestylacji trzema metodami:

1. metodą klasyczną, bez zastosowania ultradźwięków,

2. metodą jednoetapową, wspomaganie procesu przez cały czas trwania

hydrodestylacji,

3. metodą dwuetapową, w pierwszym etapie można prowadzić hydrodestylację metodą

klasyczną, w drugim hydrodestylację wspomaganą ultradźwiękami, (H-P2).

Wyniki przeprowadzonych badań laboratoryjnych potwierdziły słuszność mojej wstępnej

hipotezy dotyczącej możliwości zwiększenia wydajności otrzymywania olejków eterycznych

metodą hydrodestylacji wspomaganą ultradźwiękami w czasie całego procesu.

Procentowa zawartość olejku eterycznego w koszyczkach rumianku (Chamomillae

anthodium, obecnie kwiat rumianku Matricariae flos) otrzymana metodą hydrodestylacji

przy ciągłym wspomaganiu ultradźwiękami wg. patentu wynosiła 0,15% i była wyższa

w porównaniu do metody farmakopealnej o 0,10%. Tą samą zależność stwierdzono dla

olejku eterycznego otrzymanego z korzenia arcydzięgla. Zawartość olejku otrzymanego wg.

patentu wynosiła 0,075%, podczas gdy zawartość otrzymana wg. metody farmakopealnej

wynosiła 0,05%.

Ocenie poddano również skład jakościowy i ilościowy otrzymanych olejków eterycznych.

Olejki pod względem jakościowym były do siebie zbliżone (w przypadku koszyczków

z rumianku w olejku otrzymanym metodą farmakopealną stwierdzono obecność jednego

niezidentyfikowanego związku, który był nieobecny w przypadku hydrodestylacji

wspomaganej ultradźwiękami). Olejek eteryczny otrzymany z korzenia arcydzięgla okazał się

tożsamy jakościowo. Porównanie sumy składników (g/g) otrzymanych olejków eterycznych

przedstawiono na Ryc. 2.


19

Ryc. 2. Porównanie zawartości ilościowej sumy składników olejków eterycznych otrzymanych metodami

farmakopealnymi i metodą wg. patentu. (g/g) (na podstawie wyników H-P1)

W celu zwiększenia unifikacji układu opisanego w Patencie (H-P1) w dalszej kolejności

postanowiłem zoptymalizować sposób otrzymywania olejków eterycznych poprzez

wprowadzenie dwóch etapów hydrodestylacji znamiennych tym, że: w pierwszym etapie

prowadzimy hydrodestylację bez włączonych ultradźwięków przez określony czas (UAHD I),

następnie odbieramy olejek i kontynuujemy proces hydrodestylacji w czasie nie krótszym

niż 30 minut (UAHD II).

Powyższe pozwoliło mi uzyskać wyższą wydajność hydrodestylacji. W tabeli 1 przedstawiono

porównanie otrzymywania olejku wg. patentu (H-P2).

Tabela 1. Średnia procentowa zawartość olejku eterycznego otrzymanego metodą dwu etapowej

hydrodestylacji w badanych substancjach roślinnych (%).

Substancja olejkowa Met. farmakopealna Łącznie UAHD I + II UAHD I UAHD II

Matricariae flos 0,1 0,15 0,1 0,05

Angelicae radix 0.05 0,125 0.065 0.060

Zastosowanie dwuetapowej hydrodestylacji pozwoliło mi na uzyskanie wyższych wydajności

niż w przypadku prowadzenia ciągłej hydrodestylacji wspomaganej ultradźwiękami dla obu

badanych substancji roślinnych. W przypadku rumianku łączna wydajność (UAHD I + II)

24.3

249.05

17.85

184.65

0 50 100 150 200 250 300

Angelicae radix

Matricariae flos

Metoda farmakopealna Metoda UAHD wg. patentu


20

uzyskanego olejku w porównaniu do metody farmakopealnej była wyższa o 50%,

zaś w przypadku arcydzięgla o 150%. Otrzymane olejki eteryczne zawierały te same składniki

w obu substancjach roślinnych, niezależnie od metody. Powyższe wyniki mogą sugerować,

że opracowana przez mnie metoda dwuetapowa może być dedykowana surowcom

roślinnym o niższej zawartości olejku eterycznego, w głębiej położonych strukturach

wydzielniczych lub olejkach, których składniki mogą ulegać degradacji pod wpływem

zastosowanych ultradźwięków.

Aby ocenić jakość uzyskanych olejków eterycznych, przeprowadziłem analizę składu

jakościowego i ilościowego poszczególnych składników.

Na Ryc. 3 przedstawiono graficznie zawartość sumaryczną masę składników olejku

eterycznego (g/g) w zależności od techniki hydrodestylacji. Porównując metody,

farmakopealną i dwuetapową hydrodestylację wspomaganą ultradźwiękami (UAHD I+II),

stwierdziłem, że w przypadku badanych substancji ilość składników wzrosła niemal

proporcjonalnie do wzrostu zawartości olejku.

Ryc. 3. Porównanie zawartości ilościowej sumy składników olejków eterycznych otrzymanych metodami

farmakopealnymi i metodą UAHD wg. patentu (hydrodestylacja bez ultradźwięków I + hydrodestylacja

z ultradźwiękami II). (g/g) (na podstawie wyników H-PT2)

Wykorzystanie ultradźwięków w laboratoriach fitochemicznyc staje się coraz częstsze

w przypadku hydrodestylacji olejków eterycznych. Kowalski i Wawrzykowski (2009), stosując

wstępną macerację surowca falami ultradźwiękowymi, uzyskali wzrost wydajności o 9%.

0 50 100 150 200 250 300

Angelicae radix

Matricariae flos

Metoda farmakopealna Metoda UAHD (łącznie etap I + II)


21

Wyższe wyniki otrzymano przy wstępnej obróbce ultradźwiękowej nasion kminku

zwyczajnego. W zależności od czasu działania ultradźwięków i ich natężenia przyrosty

wydajności wahały się od 9 do 40% [Kobus et al., 2014]. Różnice w wydajnościach

hydrodestylacji mogą być spowodowane różną lokalizacją struktur sekrecyjnych. Olejek

eteryczny otrzymany z substancji, które wcześniej poddano sonifikacji nie wykazują zmian

jakościowych w porównaniu do tradycyjnej hydrodestylacji [Kowalski R., et al., 2015].

Opracowany oraz wprowadzony w stan techniki układ i sposób hydrodestylacji olejku

eterycznego może mieć zastosowanie do otrzymywania olejków eterycznych, zwłaszcza

w przypadku substancji roślinnych o jego niskiej lub w przypadku głębszej lokalizacji struktur

wydzielniczych. Powyższe rozwiązania opublikowane w Patenach H-P1 i H-P2 mogą być

wykorzystane do zwiększenia wydajności hydrodestylacji olejków eterycznych na skalę

laboratoryjną i przemysłową.

Rozwiązaniami przedstawionymi w powyższych patentach, w roku 2016,

zainteresowała się firma EUREKA Grupa. Inżynieria Spożywcza, Doradztwo

i Projektowanie, Lublin. Wspólnie z Firmą został opracowany projekt

przemysłowego ekstraktora do przyspieszonej ekstrakcji substancji bioaktywnych

z surowców roślinnych wykorzystującego fale ultradźwiękowe. Stał się on

elementem projektu linii produkcyjnej zgłoszonej przez Firmę Eureka do

finansowania w ramach programu „Bon na innowację dla MŚP”.

Podczas przeglądu piśmiennictwa dotyczącego metody hydrodestylacji zauważyłem

stosowanie w laboratoriach różnych aparatów do otrzymywania olejku eterycznego.

Najczęściej w Europie stosowany jest aparat typu Clevengera, podczas gdy w Farmakopei

Polskiej przez wiele lat zalecany był aparat skonstruowany i opatentowany przez polskiego

naukowca profesora Jakuba Derynga [FP VI, 2002; Deryng, 1951]. W roku 2006 do

Farmakopei Polskiej VII [2006] został wprowadzony aparat do hydrodestylacji typu

Clevenger, który zastąpił dotychczasowe urządzenie Derynga, stanowiące wyposażenie

większości polskich laboratoriów analitycznych. Utrudniony dostęp w wielu laboratoriach do

aparatu typu Clevenger oraz brak danych dotyczących korelacji wydajności hydrodestylacji

obu aparatów, co mogło mieć wpływ na ocenę jakościową surowców olejkowych, skłonił

mnie do podjęcia badań w tym kierunku. Postanowiłem ocenić, czy budowa aparatu może

wpłynąć na wydajność oraz skład jakościowy i ilościowy otrzymanych olejków eterycznych.


22

Stosując procedury farmakopealne opisujące otrzymywanie olejku eterycznego z substancji

roślinnych, tj. metodę według Farmakopei Polskiej VI [2002] rekomendującej aparat Derynga

i metodę wg. Farmakopei Polskiej VII [2006] wprowadzającą aparat Clevengera,

postanowiłem wykonać badania porównujące jakościowy i ilościowy skład olejku

eterycznego używając obu urządzeń (Ryc. 4). Dodatkowo wykonałem analizę aromatu

wokoło badanej substancji roślinnej metodą mikroekstrakcji (SPME) (H-1).

A B

Ryc. 4. Aparaty do prowadzenia hydrodestylacji. A – aparat wg. Derynga; B – aparat wg, Clevengera [FP VI, FP

VII]

Na substancję do porównania jakości olejku eterycznego wybrałem liście szałwii lekarskiej

(Salviae officinalis L.) z rodziny Lamiaceae. Pomiędzy aparatami nie stwierdziłem różnicy

w wydajności hydrodestylacji olejku eterycznego. W obu urządzeniach jego zawartość

w surowcu wynosiła 0,27%. Liczba składników olejków również była tożsama. Głównymi

składnikami olejku były: −tujon, kamfora, −tujon, 1,8-cyneol, viridiflorol oraz manool.

Zauważyłem jednak różnice w udziale procentowym poszczególnych związków. Udziały

monoterpenów: 1,8-cyneolu, kamfory i α- i β-tujonu były wyższe w olejku otrzymanym

w aparacie Clevengera w porównaniu do olejku uzyskanego w aparacie Derynga i wynosiły

odpowiednio: 9,4 i 7,3%; 24,2 i 17,4%; 26,7 i 20,0% oraz 10,0 i 7,8%. Natomiast odwrotną

zależność zaobserwowałem w przypadku seskwiterpenowego alkoholu – viridiflorolu

odpowiednio 6,0 i 15,4% oraz alkoholu diterpenowego – manoolu: 1,8 i 5,3%. Ponadto olejek

eteryczny otrzymany w aparacie Clevengera przewyższał zawartością −tujonu poziom

określony normą ISO 9909 [1997]. Powyższe różnice mogły wynikać zarówno z różnej

konstrukcji aparatów, jak również różnego czasu destylacji. W piśmiennictwie [Richter et al.,

2007; Bouaziz et al., 2009; Delamare et al., 2007] najczęściej spotyka się hydrodestylację dla


23

szałwii prowadzoną od 1.0 do 4.0 godzin, podczas gdy ówczesna Farmakopea Polska VII nie

precyzowała czasu, wskazując ogólnie 30-minutową destylację. Zgodnie z wynikami

przeprowadzonej analizy i przeglądem piśmiennictwa czas hydrodestylacji dla liści szałwii

lekarskiej nie powinien być krótszy niż 60 minut.

Powyższe wyniki zachęciły mnie do dalszej, bardziej wnikliwej analizy korelacji pomiędzy

wydajnością oraz składem jakościowym i ilościowym olejków eterycznych a techniką ich

otrzymywania. Kolejną substancją, którą wybrałem do porównania, było ziele marchwicy

pospolitej (Mutellina purpurea (Poir.) Thell.). Gatunek ten należy do rodziny Apiaceae

występuje w Europie, ale również jest często spotykany w Polsce w paśmie górskim.

W swoim składzie zawiera głównie kumaryny, flawonoidy oraz olejki eteryczne [Zał. 4 –

II.A.7, II.A.9, II.A.10].

W związku z brakiem norm dla tego surowca hydrodestylację w obu aparatach prowadziłem

w tym samych warunkach i na ujednoliconej partii materiału, wyniki opisałem w pracy H-2.

Analiza jakościowa nie wykazała różnic w składzie olejków eterycznych uzyskanych w obu

aparatach. Ogółem zidentyfikowałem 58 związków. W obu aparatach była również podobna

sekwencja głównych składników: sabinen > α-pinen > myrcen > wodzian seskwisabinenu

> α-bisabolol, co przedstawiłem graficznie na Ryc. 5

Ryc. 5. Graficzna zależność zawartości głównych składników olejku eterycznego z marchwicy pospolitej

otrzymanego techniką w aparacie Derynga i Clevengera.

Podczas gdy wyniki, które uzyskałem wskazują na potencjalne różnice pomiędzy zawartością

monoterpenów i seskwiterpenów pomiędzy użytymi do hydrodestylacji olejków aparatami,

to statystyczne porównanie poszczególnych ich składników wykazuje wysoką korelację.


24

Korelacja pomiędzy głównymi grupami składników w olejkach otrzymanych w obu aparatach

wynosiła odpowiednio pomiędzy monoterpenami 0,9732; utlenionymi monoterpenami

0,9935; seskwiterpenami 0,8878; utlenionymi seskwiterpenami 0,9891 i związkami

aromatycznymi 0,9985. Natomiast ważną informacją wynikającą z doświadczenia jest

wydajność, która różniła się istotnie pomiędzy urządzeniami. W przypadku aparatu Derynga

otrzymałem 10,09 mL/kg olejku eterycznego, kiedy w aparacie Clevengera – 16,80 mL/kg

(suchej masy), co stanowiło zwiększenie ilości o ponad 60%.

Podsumowując wyniki prac (H-1 i H-2), nie stwierdziłem większej różnicy jakościowej

pomiędzy olejkami otrzymanymi w aparatach Derynga i Clevengera. Różnice w udziale

poszczególnych składników olejków były niewielkie oraz wykazywały wysoką korelację

pomiędzy dwiema metodami. Zatem – jak wykazałem w badaniach – oba aparaty mogą być

aplikowane do otrzymywania olejku na skalę laboratoryjną, dając wiarygodne wyniki.

Stwierdziłem jednak różnicę w wydajności – przypadku marchwicy pospolitej uzyskałem

wyższą wydajność stosując aparat Clevengera.

3.B. Ocena zmienności składu olejku eterycznego w obrębie gatunku oraz określanie

zawartości i składu olejków eterycznych w substancjach roślinnych nieprzetworzonych

przemysłowo i preparatach komercyjnych

Równoległym tematem mojej pracy badawczej była ocena zmienność składu olejku

eterycznego. Szczególnie zainteresował mnie potencjalny wpływ barwy kwiatów na skład

jakościowy i ilościowy olejku eterycznego w hyzopie lekarskim (Hyssopus officinalis L.)

posiadającego kwiaty o barwie niebieskiej, białej i różowej. Występuje on zarówno w stanie

naturalnym, jak też jest chętnie uprawiany w przydomowych ogrodach. Olejek eteryczny

z hyzopu otrzymywany jest na drodze hydrodestylacji. Jest on wykorzystywany

w aromaterapii oraz przemyśle kosmetycznym jako składnik zapachowy, może również

wchodzić w skład mydeł oraz perfum. Jest zalecany w relaksacyjnych kąpielach w stanach

napięcia i stresu. Leczniczo olejek ten jest stosowany przy schorzeniach dróg oddechowych.

Ponadto posiada właściwości regulujących nadciśnienie, jednakże w tym przypadku


25

konieczna jest diagnoza lekarska. Olejek hyzopowy wykazuje również właściwości

aseptyczne, przeciwwirusowe i antybakteryjne [Michalska i Zielińska, 2015].

Ze względu na charakterystyczny zapach hyzop zaliczany jest do surowców aromatycznych,

jednym z głównych składników ziela jest olejek eteryczny, którego zawartość w liściach

wynosi od 0,3 do 1%, zaś w kwiatostanach od 0,9 do 2%. Z przeglądu piśmiennictwa

dotyczącego surowca, który opublikowałem [Zał. 4 – II.D.37, II.D.40] wynikało, że posiada on

dość zmienny skład jakościowy olejku w zależności od miejsca występowania rośliny,

warunków upraw itp. Na temat zawartości olejku eterycznego w hyzopie uprawianym

w Polsce wygłosiłem również wykład podczas IV Sympozjum „Naturalne i syntetyczne

produkty zapachowe i kosmetyczne” – Łódź, 2007. [Zał. 4 – II.K.3]

W badaniach, których wyniki przedstawiłem w publikacji H-3, określiłem skład jakościowy

i ilościowy olejku eterycznego z hyzopu lekarskiego (o niebieskiej barwie kwiatów)

uprawianego w Polsce. Surowiec do badań pochodził z uprawy własnej w Ogrodzie

Farmakognostycznym Uniwersytetu Medycznego w Lublinie. W otrzymanym metodą

hydrodestylacji olejku eterycznym zidentyfikowano 63 z 69 jego składników, co stanowiło

97,1% sumy związków. Najwyższy udział procentowy stwierdziłem dla izopinokamfonu,

którego udział wynosił 48,6%. Ponadto w olejku występowały elemol (7,4%), −pinen (6,1%),

1,8-cyneol (5,8%) i tlenek kariofilenu (5,2%). Wysoka zawartość izopinokamfonu, mieściła się

w normach przewidzianych dla olejku hyzopowego, w której zawartość tego związku

określono w przedziale od 34,5% do 50% [ISO 948 Standard (1991)].

Jako główne składniki olejku eterycznego z hyzopu najczęściej są wymieniane:

izopinokamfon [Nikolić et al. 2016, Kizil et al. 2010]; pinokamfon [Kotyuk, 2015, Garg et al.

1999]; −pinen [Ogunwande et al., 2011]; octan myrtenylu [Fathiazad et al., 2011];

1,8-cyneol [de Elguea-Culebras et al., 2017] oraz pinokarwon [Bernotiene and Butkiene,

2010]. Zawartość głównych składników olejku z hyzopu może się różnić w zależności miejsca

występowania, nawet na niewielkim obszarze. Olejek eteryczny otrzymany z hyzopu

o niebieskich kwiatach uprawianego na Litwie w różnych lokalizacjach jako główny składnik

zawierał izopinokamfon (16.8% i 33.6%) lub pinokarwon (21.1-28.1%) [Bernotiene and

Butkiene, 2010]. Zawiślak [2013] wskazała, że zmienność występowania głównych

składników olejku z hyzopu może mieć wpływ faza rozwoju rośliny. W fazie wegetatywnej


26

dominuje pinokamfon (do 53%), zaś podczas kwitnienia najwyższy udział wykazuje

izopinokamfon (do 65%) w zależności od roku uprawy.

W piśmiennictwie opisywane są uprawy trzech form Hyssopus officinalis L. różniących się

między sobą m.in. barwą kwiatów: f. cyaneus Alef. o niebieskich płatkach korony – odmiana

najbardziej popularna, f. ruber Mill o fioletowych (czerwonych) płatkach korony oraz f. albus

Alef. o kwiatach białych [Chalchat et al., 2001]. Zdarza się, że po wysianiu nasion w uprawie

wśród f. cyaneus mogą występować pojedyncze okazy pozostałych form kwiatowych

[Nemeth-Zambori et al., 2017]. W związku z wcześniejszą analizą olejku eterycznego

z hyzopu o kwiatach niebieskich (H-3) postanowiłem wykonać komplementarną analizę

olejku hyzopowego otrzymanego z odmiany o kwiatach białych i różowych. W literaturze

nieliczne prace opisywały skład olejku eterycznego z uwzględnieniem barwy kwiatów

[Chalchat et al., 2001; Gonceariuc 2013].

Celem pracy H-4 była analiza składu chemicznego oraz ocena aktywności mikrobiologicznej

olejku eterycznego otrzymanego ze szczytowych pędów hyzopu lekarskiego o kwiatach

białych i różowych. Surowiec do badań pochodził z uprawy własnej w Ogrodzie

Farmakognostycznym Uniwersytetu Medycznego w Lublinie.

W analizowanym olejku otrzymanym (H-4) z odmiany o białych kwiatach zidentyfikowałem

jako dominujący związek pinokamfon (51%), natomiast z formy o różowych kwiatach

zawartości pinokamfonu i izopinokamfonu kształtowały się na porównywalnym poziomie

i wynosiły odpowiednio 28,7% i 21,9%.

Podsumowując skład jakościowy i udział procentowy olejków eterycznych otrzymanych

z H. officinalis o różnych barwach kwiatów, można zaważyć, że w formie niebieskokwiatowej

dominuje izopinokamfon (H-3), białokwiatowej – pinokamfon, natomiast

w różowokwiatowej zawartość tych składników jest prawie równa (H-4). Otrzymane wyniki

korelowały z danymi dotyczącymi składników olejku eterycznego uprawianego w Mołdawii,

gdzie głównymi składnikami olejku eterycznego w badanych formach były: izopinokamfon,

dla f. cyaneus – 51,8%, f. ruber – 33,6%, zaś f. albus 2,2% oraz pinokamfon, dla którego

stwierdzono odwrotną zależność zawartości w badanych formach, odpowiednio 6,7%; 33,3%

i 61,1% [Gonceariuc, 2013]. Struktury chemiczne pinkamfonu i izopinokamfonu

przedstawiłem na Ryc. 6.


27

Otrzymane przeze mnie wyniki oraz dane literaturowe mogą wskazywać na występowanie

wysokiej zależności pomiędzy barwą kwiatów a udziałem procentowym głównych

składników hyzopu lekarskiego.

A B

Ryc. 6. Wzory strukturalne izopinokamfonu (A) i pinokamfonu (B) [https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov]

Olejek eteryczny z hyzopu wykazuje właściwości przeciwbakteryjne i przeciwgrzybicze [Kizil

et al. 2010]. W badaniach prowadzonych przez Hristova et al. (2015) przedstawiono

synergistyczne działanie pinokamfonu i izopinokamfonu oraz − i −pinenu wobec Candida

spp. Olejek z hyzopu wykazywał silniejszą aktywność w porównaniu z czystymi składnikami,

co może świadczyć o tym, że pozostałe składniki olejku również są w stanie brać udział

w działaniu przeciwgrzybicznym. Opisywane działanie synergistyczne pinokamfonu

i izopinokamfonu wskazywałoby, że odmiana o kwiatach różowych, która zawiera

porównywalny udział tych związków w olejku, powinna wykazywać silniejsze właściwości

mikrobiologiczne w porównaniu do odmiany o białych kwiatach, w którym dominował

pinokamfon (51%). W celu jej potwierdzenia tej hipotezy wykonałem ocenę mikrobiologiczną

otrzymanych olejków. Wyniki tych badań przedstawiłem w tabeli 2.


28

Tabela 2. Wyniki oceny właściwości mikrobiologicznych olejków otrzymanych z dwu form biało-

i różowokwiatowej i aktywność substancji referencyjnych

Odmiana

białokwiatowa

Odmiana

różowokwiatowa

Substancje referencyjne

MIC (mg/ml)

MBC (mg/ml)

MIC (mg/ml)

MBC (mg/ml)

MIC (µg/mL)

MBC (µg/mL)

Bakterie Gram (+) Wankomycyna

Staphylococcus aureus ATCC25923 10 20 5 10 0,98 7,81

Staphylococcus epidermidis ATCC12228 5 10 2,5 5 0,98 0,98

Micrococcus luteus ATCC10240 2,5 5 2,5 5 0,12 0,12

Bacillus subtilis ATCC6633 5 5 0,625 2,5 0,24 0,49

Streptococcus pyogenes ATCC19615 0,625 1,25 0,312 0,625 0,24 0,49

Streptococcus pneumoniae ATCC49619 0,625 1,25 0,312 0,625 0,24 0,49

Streptococcus mutans ATCC25175 1,25 1,25 0,625 1,25 0,98 0,98

Bakterie Gram (-) Ciprofloxacyna

Escherichia coli ATCC25922 5 10 5 5 0,004 0,004

Proteus mirabilis ATCC12453 5 10 5 10 0,03 0,03

Klebsiella pneumoniae ATCC13883 5 10 5 10 0,12 0,12

Pseudomonas aeruginosa ATCC9027 5 10 5 10 0,49 0,98

Grzyby Flukonazol

Candida albicans ATCC102231 0,625 2,5 0,625 2,5 0,98 1,95

Candida parapsilosis ATCC22019 1,25 5 0,625 1,25 1,95 1,95

Jak wynika z tabeli 2., olejek z hyzopu z formy o różowych kwiatach posiada silniejsze

właściwości bakteriobójcze i bakteriostatyczne wobec bakterii Gram (+) i grzybów Candida

parapsilosis.

Jako wartość użytkową powyższych wyników można uznać ocenę składu olejku z hyzopu

lekarskiego, która prowadzi do wniosku, że wyższą aplikacyjność ze względu

na korzystniejsze wyniki przeciwbakteryjne wykazuje forma o kwiatach różowych, w których

udział głównych procentowy składników jest zbliżony.

Współpraca z Pracownią Towaroznawstwa Produktów Roślinnych z Uniwersytetu

Przyrodniczego w Lublinie oraz Centrum Innowacji Badań i Nauki w Lublinie pozwoliła mi

pozyskanie do badań różnych gatunków surowców z rodzaju Origanum. Mając na uwadze

wyniki wcześniejszych badań (H-3, H-4), postanowiłem dokonać oceny zmienności składu

olejku eterycznego w różnych gatunkach oregano oraz wykonać dla nich chromatografię

cienkowarstwową TLC-fingerprint („odcisk palca”). Olejki otrzymano metodą hydrodestylacji


29

z nadziemnych części: Origanum vulgare ssp. hirtum (Link) Ietsw. (A), O. vulgare L. (B),

O. majorana L. (C), O. vulgare L. 'Hot and Spicy' (D), O. vulgare L. 'Aureum' (E), O. vulgare L.,

'Greek Kalietri' (F). Ponadto badaniom poddałem olejek otrzymany z kwiatów O. vulgare L.

(G). Olejek majerankowy (C) był użyty w celach kontrolnych.

Głównym celem badawczym pracy była ocena składu jakościowego i ilościowego olejku

eterycznego otrzymanego z różnych uprawianych gatunków O. vulgare L. oraz skrinningowe

porównanie ich właściwości antyoksydacyjnych. Wyniki badań przedstawiłem w pracy H-5.

Jako wstępne badania otrzymanych olejków eterycznych wykonano chromatografię

cienkowarstwową TLC. W celu uzyskania porównywalnych wyników analizy chromatografii

cienkowarstwowej po derywatyzacji zastosowano prostą technikę, którą po raz pierwszy

opisałem w pracy [Zał. 4 – II.D.28], polegającą na tym, że badane olejki nanosi się

równocześnie w dwóch seriach na jedną płytkę i rozwija układem eluentów. Następnie jedną

część derwatyzowałem odczynnikiem Godina, natomiast drugą metanolowym odczynnikiem

DPPH (2,2-difenolo-1-pikrylohydrazyl). Otrzymałem w ten sposób po jednej stronie związki

odpowiadające składnikom olejku eterycznego, zaś po drugiej – rejony wykazujące

aktywność antyoksydacyjną. Zaletą tej techniki jest to, że po derywatyzacji na jednej płytce

można porównać między sobą to, które składniki olejku eterycznego odpowiadają za

aktywność antyoksydacyjną (Ryc. 7).

Ryc. 7. TLC-fingerprint i DPPH-bioautografia analizowanych olejków eterycznych. Origanum vulgare ssp. hirtum (A), O.v. (B), O. majorana (C), O.v. 'Hot and Spicy' (D), O.v. 'Aureum' (E), O.v. 'Greek Kalietri' (F), olejek z kwiatów O. vulgare L. (G).


30

Wyniki analizy TLC wskazywały różnice w składzie pomiędzy badanymi olejkami eterycznymi,

dlatego też w dalszej części pracy postanowiłem wykonać analizę chromatograficzną GC/MS.

Analiza ta pokazała szczegółowe różnice w składzie badanych olejków. W olejkach O. vulgare

L. spp. hirtum (A), O. vulgare L. 'Hot and Spicy' (D) i O. vulgare L. 'Greek Kaliteri' (F) głównym

składnikiem był karwakrol (66-89%). Dodatkowo w ostatnim z wymienionych olejków

stwierdziłem wyższe zawartości p-cymenu, terpinen-4-olu i tymolu. O. vulgare L. zarówno

w nadziemnych częściach (B), jak i kwiatach (G) zawierał głównie tlenek kariofilenu,

odpowiednio 15,5 i 21,4%. W olejku otrzymanym z O. vulgare 'Aureum' (E) dominowały

wodzian (Z)-sabinenu, germakren D i tymol, 18,7%, 16,5% i 12,2%. Natomiast olejek

z majeranku O. majorana (C) wykazywał wysoki udział procentowy terpienen-4-olu (27%)

i wodzianu (Z)-sabinenu (17%).

Wykorzystując dane jakościowe i ilościowe badanych olejków, wykonałem analizę głównych

składowych PCA (Principal Component Analysis), która polegała na zastąpieniu danych

wejściowych zbioru skorelowanych cech przez niewielką liczbę niekorelowanych głównych

składowych, stanowiących liniowe kombinacje zmiennych obserwowanych. Zmienność

pierwotnego zbioru danych gromadzona jest w składowych [Kolasa-Więcek 2012]

Wyniki przeprowadzonej analizy statystycznej przedstawiłem na Ryc. 8.

Ryc. 8. Analiza głównych składowych. Projekcja zmiennych na płaszczyznę. A – PCA1 vs. PCA 2; B – PCA 1 vs.

PCA 3. Oznaczenia wektorów odpowiadających odmianom: Origanum vulgare ssp. hirtum (A), O.v. (B),

O. majorana (C), O.v. 'Hot and Spicy' (D), O.v. 'Aureum' (E), O.v. 'Greek Kalietri' (F), olejek z kwiatów

O. vulgare L. (G).


31

Jak przedstawiłem na Ryc. 8, zmienność przy zastosowaniu PCA 1 vs. PCA 2 została

wyjaśniona w 68,86%. Pierwsza, główna składowa przenosi 45,50% informacji o głównych

danych wejściowych. Przy czym zastosowane zmienne pierwotne olejków A, D i F oraz G i B

są lepiej reprezentowane przez główne składowe. Najsilniejsza zależność jakościowa

występowała pomiędzy olejkami A, D i F, które zawierały wysoki udział karwakrolu. W celu

dalszej eksploracji danych wykonałem analizę PCA 1 vs PCA 3. W tym przypadku główne

składowe reprezentują 45,50 % wariancji i 19,26% wariancji, co stanowi łącznie 64,76%

wariancji zmiennych pierwotnych. Jednakże w tym przypadku nastąpiła alokacja olejków G

i B, które charakteryzowały się wysoką zawartością tlenku kariofilenu.

Wykonanie rzutu czynników na płaszczyznę pozwoliło mi na określenie, które składniki

olejków są odpowiedzialne za korelacje przedstawione na Ryc. 9.

Ryc. 9. Analiza głównych składowych. Rzut przypadków na płaszczyznę PCA1 vs. PCA2 oraz PCA1 vs. PCA3. Przypadki: 22 (wodzian cis-sabinenu), 26 (terpinen-4-ol), 39 (kawrakrol), 63 (tlenek kariofilenu)

Wyniki badań przedstawionych w pracy potwierdzają postawioną hipotezę badawczą

o zmienności składu olejku eterycznego pomiędzy odmianami w obrębie gatunku Origanum.

Analizowane olejki można podzielić na 3 chemotypy w zależności od zawartości karwakrolu,

tlenku kariofilenu, wodzianu cis-sabinenu oraz terpinen-4-olu. Analiza skriningowa

TLC-DPPH-bioautografii wykazała, że olejki eteryczne zawierające w swoim składzie wysoką

zawartość karwakrolu, ujawniają silniejszą aktywność antyoksydacyjną.

Jak przedstawiono w powyższych publikacjach wśród surowców roślinnych występuje duża

zmienność zawartości i składu olejków eterycznych. Wynika ona nie tylko ze sposobu

i miejsca uprawy, ale także może zależeć od uprawianej odmiany lub też koloru kwiatów.

Wyniki opisane w pracach H-3 i H-4 wskazują, że w celu uzyskania synergistycznego działania

głównych składników olejku hyzopowego należy zwrócić uwagę na barwę kwiatów


32

uprawianego gatunku. Hyzop lekarski o kwiatach różowych wykazuje korzystniejsze działanie

mikrobiologiczne. Skriningowa metoda TLC-fingerprint (H-5) okazała się praktycznym

sposobem oceny aktywności antyoksydacyjnej. Wykazała ona, że wśród analizowanych

gatunków i odmian Origanum L. potencjalnie najwyższą aktywnością antyoksydacyjną

charakteryzują się: Origanum vulgare ssp. hirtum, Origanum vulgare 'Hot and Spicy' oraz

Origanum vulgare 'Greek Kalietri', co może mieć znaczenie przy wyborze surowca do

zastosowań komercyjnych wykorzystujących ten parametr właściwości biologicznych.

Substancje roślinne zawierające olejek eteryczny stanową częsty składnik mieszanek

ziołowych dostępnych w postaci herbat, proszków, kapsułek. Dotychczas do rejestru

produktów w Głównym Inspektoracie Sanitarnym zgłoszono: 489 produktów z miętą,

268 produktów z melisą oraz 186 produktów z rumiankiem [https://rejestrzp.gis.gov.pl/,

dostęp 21.07.18]. Wysoka liczba zgłoszonych produktów z miętą jest zgodna z upodobaniem

pacjentów/konsumentów do jej zapachu i smaku. W badaniach przeprowadzonych przez

Śmiechowską (2015) 92 osoby na 100 badanych wskazało, że lubi smak mięty w produktach

spożywczych. Wśród produktów o tym smaku respondenci najczęściej wybierali gumy do

żucia (80%), dropsy (65%), herbatki miętowe (55%) oraz napoje (39%).

W ofercie jednej z sieci aptek w lipcu 2018 oferowanych było 198 produktów z miętą,

162 produkty z melisą i 271 produktów z rumiankiem. Wysoka ilość produktów z rumiankiem

wynika z częstego stosowania jego wyciągów jako składnika w kosmetykach

i dermokosmetykach. W przypadku mięty, najwięcej produktów było wskazanych

w zaburzeniach układów pokarmowego i oddechowego, w przypadku melisy –

przy zaburzeniach układu nerwowego oraz pokarmowego, zaś w przypadku rumianku

produkty były wskazywane w zaburzeniach układów oddechowego i pokarmowego

[www.doz.pl, dostęp 21.07.2018]. Nie maleje tendencja do stosowania wyciągów roślinnych

w produktach aptecznych i suplementach. Zwiększa się też dostępność powyższych poprzez

zwiększania portfolio zarówno przez producentów, jak i apteki czy punkty handlowe.

Wzrastające zainteresowanie społeczeństwa naturalną fitoterapią skłoniło mnie do oceny

zawartości i składu olejów eterycznych w popularnych roślinach leczniczych oraz produktach,

które je zawierają. Porównanie dotyczyło oceny jakościowej i ilościowej olejku eterycznego


33

w pojedynczej substancji roślinnej zebranej ze stanu naturalnego (surowiec

nieprzetworzony) i komercyjnie dostępnych produktach. Wyniki badań opublikowałem

w pracach H-6 i H-7. Przedmiotem badań były wybrane substancje roślinne: liść mięty

pieprzowej (Menthae piperitae folium), liść melisy lekarskiej (Melissae folium), kwiat

rumianku (Matricariae flos) [H-6] i kwiat lipy wąskolistnej (Tiliae flos) [H-7]. Surowce

pochodziły z punktów skupu, upraw własnych (Lubartów), a produkty, tj. herbatki, kapsułki,

płyny oraz proszki zostały zakupione w hipermarketach. Olejki eteryczne otrzymano metodą

hydrodestylacji, zaś analiza składu jakościowego i ilościowego obejmowała analizę GC/MS

oraz GC/FID.

Zawartość olejku eterycznego w surowcach, jak i herbatach ziołowych oznaczono metodą

hydrodestylacji. Przy spożywczym charakterze herbat ziołowych oraz doustnym

zastosowaniu suplementów diety można przyjąć, że olejek eteryczny zawarty w składnikach

zostaje wprowadzony do organizmu człowieka i stanowi ilościowo potencjalnie dostępny

poziom substancji biologicznie czynnych, które wykazują aktywność w szerokim spektrum

swoich właściwości. Potencjalną ilość olejku eterycznego przy spożyciu herbat ziołowych

oraz suplementów diety wyznaczono metodą obliczeniową na podstawie minimalnej

i maksymalnej dawki (porcji) zalecanej przez producenta, przy założeniu, że zawartość olejku

eterycznego w składniku roślinnym odpowiada średniej zawartości tego składnika

w odpowiedniej herbacie. Hydrodestylacja olejków eterycznych z liści mięty, kwiatostanów

rumianku i lipy została przeprowadzona według Farmakopei Polskiej VIII [2008].

Czas destylacji dla mięty i lipy wynosił 3 godziny, zaś dla rumianku – 2 godziny. Dla liści

melisy czas destylacji wynosił 3 godziny.

Zawartość olejku eterycznego w liściach mięty zebranych ze stanu naturalnego wynosiła

od 1,32% do 2,48% (średnio 1,96%). Farmakopea Polska VIII [2008] wymagała nie mniej

niż 1,2% olejku eterycznego dla substancji roślinnej nierozdrobnionej i nie mniej niż 0,9%

dla surowca roślinnego pociętego [FPVIII]. Powyższe kryterium spełniało 6 z 8 badanych

herbat miętowych w których zawartość olejku mieściła się w granicach 0,25% do 1,61%.

Średnia zawartość olejku eterycznego w herbatach była niższa o ok. 50% w porównaniu do

substancji nieprzetworzonej.

W przypadku oceny suplementów diety zawierających w składzie liść mięty, średnia

potencjalna dostępność olejków eterycznych dostarczanych z produktem dla zalecanych


34

dawek jest istotnie niższa niż w odpowiednich naparach herbacianych z liścia mięty.

Maksymalna wartość potencjalnej dostępności olejku eterycznego dla herbaty miętowej

wynosi 96,60 mg (min. 5,62 mg), zaś ta wartość dla suplementu diety kształtuje się

na poziomie 23,12 mg (min. 0,08 mg).

Surowiec nieprzetworzony charakteryzował się obecnością następujących głównych

składników w wyizolowanym olejku: mentol (23,4-29,5%), menton (26,9- 38,4%), octan

mentylu (7,8-15,8%) i izomenton (7,0- 12,3%). Analizowane olejki miętowe nieznacznie

różnią się składem chemicznym. Składnikami dominującymi w olejkach z herbatek

miętowych są: mentol (23,6-40,8%), menton (26,0-41,7%), octan mentylu (5,3-7,9%),

izomenton (3,9- 7,2%) i neomentol (4,1-7,4%).

W pozyskanych w doświadczeniu olejkach udział mentonu był wyższy niż we wskazanym

zakresie wg FP VIII (14-32%) [11], udziały izomentonu oraz octanu mentylu były zgodne

z wymaganiami farmakopealnymi, dwa olejki charakteryzowały się udziałem mentolu poniżej

wymaganego poziomu 30%.

Zawartość olejku eterycznego w nieprzetworzonych liściach melisy wynosiła od 0,17%

do 0,19% (średnio 0,18%). Natomiast poziom olejku eterycznego w herbatach melisowych

wahał się w granicach 0,07-0,17% (średnio 0,12%). Norma wg FP VI [10] podaje, że liść melisy

powinien zawierać nie mniej niż 0,05% olejku, a zatem wszystkie badane herbaty spełniły to

wymaganie, co świadczy o dobrej jakości użytego surowca. Średnia potencjalna dostępność

olejku eterycznego w suplementach diety z melisą dla zalecanych dawek była niższa niż

w herbatach – maksymalna wartość potencjalnej dostępności olejku eterycznego dla herbaty

melisowej wynosi 10,20 mg (min. 1,40 mg), zaś ta wartość dla suplementu diety kształtuje

się na poziomie 4,50 mg (min 0,36 mg). Olejek eteryczny otrzymany z surowca

nieprzetworzonego zawierał głównie: geranial (8,6-32,1%), neral (4,1-20,6%), tlenek

kariofilenu (20,2-36,0%), (E)-kariofilen (1,7-9,1%), cytronelal (5,2- 18,3%). Skład jakościowy

olejków otrzymanych z herbat był podobny, natomiast występowały różnice ilościowe.

Związkami dominującymi były: geranial (3,6-38,5%), neral (2,9- 26,5%), octan mentylu

(1,0- 37,4%), tlenek kariofilenu (5,6-19,9%), (E)-kariofilen (3,8-9,2%), cytronelal (0,4- 8,7%).


35

Zawartość olejku eterycznego w surowcu nieprzetworzonym – kwiatach rumianku wynosiła

od 0,41% do 0,74% (średnio 0,51%). Stężenie olejku w badanych herbatach rumiankowych

mieściło się w przedziale od 0,33 do 0,59% (średnio 0,48%). Substancja wg. Farmakopei

Polskiej VIII nie powinna zawierać nie mniej niż 0,4% olejku eterycznego. Sześć z ośmiu

analizowanych herbat spełniło wymagania FPVIII [2008]. Mniejsze różnice w zawartości

olejku w herbatce rumiankowej w stosunku do surowca wyjściowego mogą być związane

z rodzajem struktur wydzielniczych, które w przypadku rumianku są strukturami

wewnętrznymi w przeciwieństwie do struktur sekrecyjnych mięty i melisy, które mają

charakter zewnętrznych włosków wydzielniczych i w ten sposób są bardziej wrażliwe

na różnorodne działania destrukcyjne. Przy maksymalnej zalecanej porcji dziennej

suplementów z rumiankiem najwyższa potencjalna dostępność olejku wynosiła 21,60 mg

(min. 0,96 mg), zaś dla herbat 30,98 mg (min. 17,32 mg).

Dominującymi składnikami w olejku wyizolowanym z nieprzetworzonego kwiatu rumianku

były: tlenek α-bisabololu A (21,7-41,8%), tlenek α-bisabololu B (16,7- 30,0%), tlenek

α-bisabolonu A (9,9- 19,6%), chamazulen (9,6%-18,3%). Pod względem składu jakościowego

olejku poszczególne herbaty różniły się od siebie nieznacznie. Głównymi składnikami

identyfikowanych olejków były: tlenek α-bisabololu A (17,4-47,2%), tlenek α-bisabololu B

(17,8- 37,5%), tlenek α-bisabolonu A (0,3- 16,9%), chamazulen (2,7%-13,9%), E-β-farnezen

(1,0%- 11,4%).

Góra i Lis [2005] klasyfikują kilka chemotypów rumianku. W chemotypie A dominuje tlenek

α-bisabololu A (rumianek egipski, słowacki, węgierski, inne europejskie), taki chemotyp

wykazywały 3 badane herbaty, chemotyp B charakteryzuje się przewagą tlenku α-bisabololu

B (olejek argentyński) – chemotyp ten wykazywały pozostałe herbaty. Daje to

przypuszczenie, że surowce do produkcji herbat z rumianku mogą być importowane.

Zawartość olejków eterycznych otrzymanych z kwiatów lipy (H-7) w analizowanych

próbkach była zbliżona i wynosiła 0,07-0.08%. Analiza GC/MS wykazała, że dominującymi

składnikami we wszystkich olejkach były: 6,10,14-trimetylo-2-pentadekanon (11-20%),

trikozan (6-17%), heneikozan (3-9%). W analizowanych próbkach występowały 23 tożsame

składniki. Ponadto w przetworzonych przemysłowo próbkach było o 11 składników więcej

w porównaniu do próbki zebranej ze stanu naturalnego.


36

Świeże kwiaty lipy wydzielają dość charakterystyczny zapach, jednakże w procesie

hydrodestylacji otrzymujemy niewielką ilość olejku eterycznego o zróżnicowanym składzie,

co może świadczyć o tym, że olejek nie jest gromadzony w kwiatostanach, lecz zaraz po

zsyntetyzowaniu może być wydzielany na zewnątrz [Prączko i Góra, 2000]. Wyniki badań

przedstawione w pracy H-7 również potwierdzają te obserwacje.

Wyniki badań zmienności zawartości olejku eterycznego, jak również składu jakościowego

i ilościowego w surowcu nieprzetworzonym oraz w preparatach farmaceutycznych

i suplementach diety wskazują, że w celu aplikacji tej grupy związków do produktów należy

zwracać uwagę na procesy technologiczne oraz jakość wyjściową surowców olejkowych.

Ze względu na dużą lotność olejków eterycznych ich zawartość w produktach

komercyjnych może być niższa. Wymusza to poszukiwanie innych koncepcji

technologicznych do aplikowania tej grupy związków. Innowacyjny sposób

wytwarzania produktów mających w swoim składzie olejki eteryczne jest aktualnie

przedmiotem projektu złożonego w Narodowym Centrum Badań i Rozwoju przez

konsorcjum Uniwersytet Medyczny w Lublinie i firmę Stella Nutrition. Projekt ma

na celu m.in. ograniczenie czynników zewnętrznych w procesie produkcji mogących

wpływać na zmiany jakościowe olejków eterycznych. W grancie tym jestem

wskazany jako Kierownik Badań i Rozwoju.

3.C. Optymalizacja właściwości biologicznych mieszanin olejków eterycznych metodami

modelowania statystycznego

Profil działania biologicznego olejków eterycznych warunkuje ich skład chemiczny. Ponadto

w mieszaninach olejki eteryczne, jako substancje wieloskładnikowe, mogą wzajemnie

na siebie oddziaływać w sposób synergistyczny lub antagonistyczny. Dlatego też istnieje

potrzeba określenia wzajemnego wpływu mieszanin olejków na ich właściwości biologiczne.

Aktualnie rozwijanym etapem moich badań jest modelowanie statystyczne mieszanin

olejków eterycznych w celu uzyskania pożądanej aktywności biologicznej.

W przemyśle, a coraz częściej również w naukach biologiczno-medycznych, wykorzystywana

jest statystyka w celu uzyskania pożądanych parametrów dla projektowanych produktów.

Pozwala ona na znaczną redukcję kosztów badań poprzez zminimalizowanie ilości


37

doświadczeń potrzebnych do wyznaczenia optymalnych warunków. Aktualnie modelowanie

odpowiedzi powierzchni (Response Surface Methodology) jest często stosowane m.in. w celu

optymalizacji parametrów prowadzenia ekstrakcji.

W literaturze naukowej coraz częściej pojawiają się wyniki badań dotyczące optymalizacji

mieszanin olejków eterycznych w celu otrzymania mikstury o najwyższej aktywności

przeciwbakteryjnej (Ouedrhiri et al., 2016; Ribeiro-Santos et al., 2017; Fadil, 2017). Prace te

wykorzystują modelowanie polegające na odpowiednim rozmieszczeniu punktów

pomiarowych (mieszaniny olejków o odpowiednich proporcjach) na powierzchni trójkątnej

i na podstawie wyników doświadczalnych przewidywanie najlepszej odpowiedzi biologicznej.

Najczęściej stosuje się pomiar aktywności biologicznej czystych substancji, ich mieszanin

w proporcjach 1:1 oraz jednego pomiaru mieszaniny wszystkich składników w równych

proporcjach (punkt centralny). Metoda ta nazywana jest simplex-centroid design (S-CD).

Tak, jak pokazałem powyżej, modelowanie statystyczne daje dobre rezultaty w optymalizacji

właściwości biologicznych mieszaniny olejków eterycznych.

Dotychczas w literaturze brak było prac poświęconych optymalizacji mieszaniny olejków

eterycznych w celu otrzymania układu o najwyższej aktywności antyoksydacyjnej

wykorzystujących zasadę mieszaniny trójkątnej. Dlatego też postanowiłem podjąć się tego

tematu. Moje wyniki zostały przedstawione w pracy H-8.

Celem badawczym było określenie zależności ilościowych pomiędzy układem złożonym

z mieszaniny składników trzech olejków eterycznych warunkujące jej właściwości

biologiczne. Parametrem, który optymalizowałem była aktywność antyoksydacyjna wyrażona

jako procent inhibicji w teście DPPH. Jako substancje do badań wybrałem olejki z bazylii

pospolitej (Ocimum basilicum L.), lebiodki majeranku (Origanum majorana L.) i rozmarynu

lekarskiego (Rosmarinus officinalis L.).

W celu optymalizacji właściwości antyoksydacyjnych mieszaniny olejków eterycznych

zaplanowałem wykonanie eksperymentów polegających na pomiarze aktywności dla:

3 pojedynczych olejków, 6 ich mieszanin dwuskładnikowych i jednej mieszaniny składającej

się ze wszystkich trzech składników. Olejki eteryczne pochodziły od dostawców

komercyjnych. Poddano je analizie jakościowej, określając ich skład chemiczny. Aktywność


38

antyoksydacyjną oznaczałem w teście z DPPH wykonanym w płytkach wielodołkowych.

Pomiar absorbancji wykonywałem przy długości fali 515 nm.

Uzyskane wyniki pomiaru aktywności antyoksydacyjnej dla zaplanowanych mieszanin

olejków eterycznych pozwoliła mi na dopasowania ich do różnych modelów regresji. Do tego

celu najczęściej używanymi modelami są modele: liniowy, kwadratowy, specjalny kubiczny

i kubiczny (Yolmeh, 2017), których równania przedstawiam poniżej:

Model liniowy: y = b1*x1 + b2*x2 + b3*x3

Model kwadratowy: y = b1*x1 + b2*x2 + b3*x3 + b12*x1*x2 + b13*x1*x3 + b23*x2*x3

Model specjalny kubiczny:

y = b1*x1 + b2*x2 + b3*x3 + b12*x1*x2 + b13*x1*x3 + b23*x2*x3 + b123*x1*x2*x3

Model kubiczny:

y = b1*x1 + b2*x2 + b3*x3 + b12*x1*x2 + b13*x1*x3 + b23*x2*x3 + d12*x1*x2*(x1 - x2) +

d13*x1*x3*(x1 - x3) + d23*x2*x3*(x2 - x3) +b123*x1*x2*x3

gdzie: y – wartość wyjściowa, xi – składniki mieszaniny, bi, bij, bijk, dij – współczynniki funkcji regresji.

Szczegółową analizę ANOVA dopasowania przedstawiłem w pracy H-8. Ze względu na wyższy

współczynnik determinacji i siłę efektu eta, do dalszej oceny statystycznej wpływu składu

mieszaniny olejków eterycznych na procent inhibicji wybrałem model kwadratowy. Średnie

wyniki aktywności antyoksydacyjnej otrzymanej doświadczalnie. Wartości przewidywane

wyliczone z równania oraz różnice pomiędzy obiema wartościami przedstawiłem w tabeli 3.

Model regresji dla prowadzonego doświadczenia przedstawiłem równaniem:

Procent inhibicji = 49.78*x1 + 84.50*x2 + 2.47*x3 + 61.14*x1*x2 + 11.70*x1*x3 + 153.65*x2*x3


39

Tabela 3. Plan eksperymentu, otrzymane wyniki aktywności antyoksydacyjnej otrzymanej doświadczalnie, wartości przewidywane wyliczone z równania oraz różnice pomiędzy wartościami zmierzonymi doświadczalnie i wartościami przewidywanymi.

Eksperyment

Proporcje udziału olejku w mieszaninie Procent inhibicji (%)

Reszty Bazylia (X1) Majeranek (X2) Rozmaryn (X3)

wartości uzyskane doświadczalnie

wartości przewidywane

1 1 0 0 48,6 49,8 -1,2

2 0 1 0 87,9 84,5 3,4

3 0 0 1 1,2 2,5 -1,3

4 1/3 2/3 0 83,7 86,5 -2,8

5 1/3 0 2/3 18,2 20,8 -2,6

6 0 1/3 2/3 70,4 64,0 6,4

7 2/3 1/3 0 76,8 74,9 1,9

8 2/3 0 1/3 38,3 36,6 1,7

9 0 2/3 1/3 83,9 91,3 -7,4

10 1/3 1/3 1/3 69,1 70,7 -1,6

11 (powt. 10) 1/3 1/3 1/3 74,3 70,7 3,6

Na podstawie otrzymanych wyników można było wykreślić modele dopasowania

do poszczególnych równań (Ryc. 10). Interpretacja graficzna pozwala na wstępną ocenę

modeli. Model kwadratowy (B) i specjalny kubiczny (C) wykazywały podobną zależność.

Model B charakteryzował się wyższymi parametrami statystycznymi (H-8).

A B

C D

Ryc. 10. Modele dopasowania powierzchni: A - liniowy, B - kwadratowy, C specjalny kubiczny,

D – pełny kubiczny.


40

Ostatnim etapem optymalizacji mieszaniny było wykonanie profilu użyteczności wartości

aproksymowanych (Ryc. 11), w wyniku którego uzyskałem odpowiedź dotyczącą teoretycznie

najlepszego składu mieszanki olejków eterycznych pod względem najwyższego procentu

inhibicji.

Ryc. 11. Profil użyteczności dla wartości aproksymowanych dla olejków bazyliowego, majerankowego

i rozmarynowego.

Optymalny procent inhibicji uzyskano dla mieszaniny olejków: 8% olejek bazyliowy, 75%

olejek majerankowy i 17% olejek rozmarynowy. Przewidywana wartość procentu inhibicji

takiej mieszaniny wynosiła 91,6%. W warunkach doświadczalnych, stosując powyższy skład,

uzyskałem 89,97% +/-0,26 i była to wartość wyższa od tych, które uzyskałem podczas

pomiarów testowanych mieszanek.

Jak przedstawiłem w pracy H-8, na podstawie wyników niewielkiej ilości doświadczeń

i modelowania statystycznego udało się przewidzieć optymalny skład mieszaniny dla jej

najwyższej wartości procentu inhibicji, co następnie potwierdziłem w badaniach

laboratoryjnych. Wyniki tych badań mogą być wykorzystywane w przemyśle do tworzenia

kompozycji mieszaniny olejków o pożądanej aktywności biologicznej, przy niewielkiej liczbie

eksperymentów początkowych.


41

D. PODSUMOWANIE

Olejki eteryczne to substancje lotne o heterogennym składzie chemicznym otrzymywane

głównie metodą hydrodestylacji. Ze względu na ich szerokie spektrum działania

biologicznego, olejki są składnikami wielu produktów o właściwościach prozdrowotnych,

zatem wskazane są badania prowadzone nad rozwojem metod ich otrzymywania,

standaryzacji oraz modelowania właściwości biologicznych ich mieszanin.

Do najważniejszych moich osiągnięć badawczych w ramach cyklu habilitacyjnego należy

zaliczyć:

1. Opracowanie sposobu i układu do otrzymywania olejku eterycznego. Wprowadziłem

do stanu techniki innowacyjny sposób hydrodestylacji olejków eterycznych

wspomaganej falami ultradźwiękowymi. Opracowałem prototyp zestawu do

otrzymywania olejku eterycznego, który umożliwiał nowatorski sposób destylacji

olejku eterycznego w wersji ciągłej lub etapowej. Rozwiązanie to umożliwia

zwiększenie wydajności hydrodestylacji.

2. Wykonałem porównanie wpływu konstrukcji farmakopealnych aparatów

do hydrodestylacji, wykazując, że różnice w składzie jakościowym i ilościowym

olejków eterycznych są niewielkie i urządzenia w wielu przypadkach mogą być

stosowane zamiennie.

3. W ramach oceny składu jakościowego i ilościowego olejków eterycznych

otrzymanych z hyzopu lekarskiego potwierdziłem zależność pomiędzy barwą kwiatów

a zawartością jego głównych składników. Aplikacyjne zastosowanie pod względem

właściwości mikrobiologicznych powinien mieć surowiec o różowych kwiatach ze

względu na synergistyczne działanie głównych związków.

4. W toku oceny składu olejków eterycznych otrzymanych z Origanum spp i właściwości

biologicznych określiłem różnice w zawartości jego głównych składników. Ze względu

na wysoką ilość karwakrolu najwyższe pod względem aktywności antyoksydacyjnej

aplikacyjne zastosowanie mają odmiany Origanum vulgare L. 'Hot and Spicy'

> Origanum vulgare ssp hirtum > Origanum vulgare L. 'Greek Kalietri'.

5. Ocena zawartości i składu olejków eterycznych w roślinnych surowcach

pochodzących ze stanu naturalnego (nieprzetworzonych przemysłowo) i produktach


42

komercyjnych zawierających te substancje jest istotnie różna, co sugeruje,

że w procesie produkcji należy zwrócić uwagę na stratę tej grupy związków w etapach

wytwarzania. Średnia potencjalna dostępność olejków eterycznych w produktach

takich, jak suplementy diety w dawkach zalecanych przez producenta jest niższa niż

w odpowiednich naparach herbacianych.

6. Na podstawie ograniczonej liczby doświadczeń i modelowania statystycznego

przeprowadziłem optymalizację składu mieszaniny trzech olejków eterycznych: olejku

eterycznego bazyliowego, olejku eterycznego majerankowego oraz olejku

eterycznego rozmarynowego pod względem najwyższej aktywności antyoksydacyjnej.

Optymalny skład mieszaniny to: ol. bazyliowy (8%), ol. majerankowy (75%),

ol. rozmarynowy (17%). Obliczona teoretycznie na podstawie równań aktywność

antyoksydacyjna optymalnej mieszaniny została potwierdzona laboratoryjnie.

Powyższe badania mają charakter aplikacyjny, ponieważ wskazują użyteczność

modelowania statystycznego w przewidywaniu właściwości biologicznych,

co pozwala na ograniczenie kosztów prowadzonych badań wstępnych.

PIŚMIENNICTWO:

Chemat, S., Lagha, A., AitAmar, H., Bartels, P. V., Chemat, F., (2004). Comparison of conventional and ultrasound‐assisted extraction of carvone and limonene from caraway seeds. Flavour Fragr. J., 19(3), 188-195.

De Elguea-Culebras G.O., Sánchez-Vioque R., Berruga M.I., et al., (2017). Biocidal potential and chemical composition of industrial essential oils from Hyssopus officinalis, Lavandula x intermedia var. super and Santolina chamaecyparissus. Chem Biodiversity. Accepted Author Manuscript. doi:10.1002/cbdv.201700313

Delamare, A.P.L., Moschen-Pistorello, I. T., Artico, L., et al., (2007). Antibacterial activity of the essential oils of Salvia officinalis L. and Salvia triloba L. cultivated in South Brazil. Food chemistry, 100(2), 603-608.

Deryng J., (1951). Nowy aparat do oznaczanie olejków w materiale roślinnym. Acta Pol. Pharm., 8, 121-136.

Dyduch J., (2014). Historia zielarstwa w Polsce. Nauki Przyrodnicze, 4(6), 5-10.

Fadil, M., Fikri-Benbrahim, K., Rachiq, S., et al., (2018). Combined treatment of Thymus vulgaris L., Rosmarinus officinalis L. and Myrtus communis L. essential oils against Salmonella typhimurium: Optimization of antibacterial activity by mixture design methodology. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 126, 211-220.

Farmakopea Polska VI, PTFarm, Warszawa, 2002.

Farmakopea Polska VII, PTFarm, Warszawa, 2006.


43

Farmakopea Polska VIII, PTFarm, Warszawa, 2008.

Fathiazad F., Mazandarani M., Hamedeyazdan S., (2011). Phytochemical analysis and antioxidant activity of Hyssopus officinalis L. from Iran. Adv. Pharm. Bull., 1(2), 63-67.

Filly, A., Fernandez, X., Minuti, M., Visinoni, F., Cravotto, G., & Chemat, F. (2014). Solvent-free microwave extraction of essential oil from aromatic herbs: from laboratory to pilot and industrial scale. Food chemistry, 150, 193-198.

Garg S.N., Naqvi A.A., Singh A., et al., (1999). Composition of essential oil from an annual crop of Hyssopus officinalis grown in Indian plains. Flavour Fragr. J., 14(3), 170-172.

Gonceariuc M., (2013). Hyssopus officinalis L. genotypes with different content and composition of essential oil, Buletinul ASM. Stiintele vietii, 1(319), 86-96.

Góra J., Lis A., Najcenniejsze olejki eteryczne. Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Toruń, 2005.

Hac-Szymanczuk, E., Lipinska, E., Chlebowska-Śmigiel, A. (2014). Porównanie działania przeciwdrobnoustrojowego olejków eterycznych z szałwii (Salvia officinalis L.) i oregano (Origanum vulgare L.). Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 577. 53-62.

Hristova B.Y., Wanner J., Jirovetz L., et al., (2015). Chemical composition and antifungal activity of essential oil of Hyssopus officinalis L. from Bulgaria against clinical isolates of Candida species, Biotechnol. Biotechnol. Equip., 29(3), 592-601.

Jambor J., (2007). Uprawa ziół i przetwórstwo zielarskie w Polsce - stan obecny i perspektywy rozwoju. Herba Pol., 53(2), 22- 24.

Kizil S., Hasimi N., Tolan V., Karatas H., (2010). Chemical composition, [10] antimicrobial and antioxidant activities of hyssop (Hyssopus officinalis L.) essential oil, Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 38(3), 99.

Kobus, Z., Nadulski, R., Guz, T., et al., (2014). Wpływ obróbki ultradźwiękowej na proces pozyskiwania olejków eterycznych z nasion kminku zwyczajnego. Agricultural Engineering, 18.

Kolasa -Więcek A., (2012). Analiza składowych głównych w ocenie zależności sposobu użytkowania gruntów z emisją gazów cieplarnianych z rolnictwa. Inżynieria Rolnicza, 2(137), 105-112.

Kotyuk L.A., (2015). Hyssop composition depending on age and plants development phases, Biotechnol. Acta, 8(5), 55-63.

Kowalski, R., Wawrzykowski, J. (2009). Effect of ultrasound‐assisted maceration on the quality of oil from the leaves of thyme Thymus vulgaris L. Flavour Fragr. J., 24(2), 69-74.

Kowalski, R., Kowalska, G., Jamroz, J., et al. (2015). Effect of the ultrasound-assisted preliminary maceration on the efficiency of the essential oil distillation from selected herbal raw materials. Ultrasonics sonochemistry, 24, 214-220.

Michalski, J. A., & Zielińska, D. (2015). Przegląd olejków eterycznych pozyskiwanych z roślin z rodziny jasnotowatych (Lamiaceae) i ich własności. Pol. J. Cosmetol, 18(1), 16-24.

Németh-Zámbori É., Rajhárt P., Inotai K., (2017). Effect of genotype and age on essential oil and total phenolics in hyssop (Hyssopus officinalis L.), J. Appl. Bot. Food Qual., 90, 25-30.

Newerli-Guz, J. (2016). Uprawa roślin zielarskich w Polsce. Roczniki Naukowe Stowarzyszenia Ekonomistów Rolnictwa i Agrobiznesu, 18(3), 268-274.

Nikolić M., Marković T., Marković D., et al., (2016). Antimicrobial activity of three Lamiaceae essential oils against common oral pathogens, Balk. J. Dent. Med., 20(3), 160-167.


44

Ogunwande I.A., Flamini G., Alese O.O., et al., (2011). A new chemical form of essential oil of Hyssopus officinalis L.(Lamiaceae) from Nigeria. Int. J. Biol. Chem. Sci., 5(1), 46-55.

Olewnicki, D., Jablonska, L., Orlinski, P., Gontar, L. (2015). Zmiany w krajowej produkcji zielarskiej i wybranych rodzajach przetwórstwa roślin zielarskich w kontekście globalnego wzrostu popytu na te produkty. Zeszyty Naukowe Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. Problemy Rolnictwa Światowego, 15(1), 68-76.

Ouedrhiri, W., Balouiri, M., Bouhdid, S., et al. (2016). Mixture design of Origanum compactum, Origanum majorana and Thymus serpyllum essential oils: optimization of their antibacterial effect. Industrial Crops and Products, 89, 1-9.

Praczko, A., Gora, J. (2000). Skład chemiczny olejku eterycznego z kwiatostanów lipy. Żywność Nauka Technologia Jakość, 4(07), 90-94.

Ribeiro-Santos, R., Andrade, M., de Melo, N. R., dos Santos, F. R., de Araújo Neves, I., de Carvalho, M. G., & Sanches-Silva, A. (2017). Biological activities and major components determination in essential oils intended for a biodegradable food packaging. Industrial crops and products, 97, 201-210.

Richter, J., Schellenberg, I. (2007). Comparison of different extraction methods for the determination of essential oils and related compounds from aromatic plants and optimization of solid-phase microextraction/gas chromatography. Analytical and bioanalytical chemistry, 387(6), 2207-2217.

ISO 9841:2013 (E). Essential oil hyssop (Hyssopus officinalis L. ssp. officinalis). (2013).

ISO 9909: Oil of Dalmatian sage (Salvia officinalis L.) (1997).

Śmiechowska M., (2015), Akceptacja i wybór produktów spożywczych o smaku miętowym. Badania wstępne, Handel wewnętrzny, 2(355), 397-407.

Zawislak G., (2013). The chemical composition of essential hyssop oil [37] depending on plant growth stage. Acta Sci. Pol. Hortum Cultus, 12(3), 161-170.


45

IV. OMÓWIENIE POZOSTAŁYCH OSIĄGNIĘĆ NAUKOWO-BADAWCZYCH

1. Praca naukowo-badawcza przed uzyskaniem stopnia doktora nauk farmaceutycznych

Podczas studiów na Wydziale Farmaceutycznym, Akademii Medycznej w Lublinie (obecnie

Uniwersytet Medyczny) szczególnie interesowałem się zagadnieniami związanymi

z technologią postaci leku. Po IV roku studiów (1995 rok) prof. Wiktor Czarnecki

zaproponował mi stanowisko student-asystent-stażysta. Skorzystałem z tej propozycji,

ponieważ umożliwiało mi większy rozwój w kierunku technologicznym. W tym okresie

zainteresowałem się tematem uwalniania substancji aktywnych z tabletek. Wyniki zostały

przedstawione w publikacji naukowej [Zał.4. II.D.3.1]. Podczas wykonywania pracy

magisterskiej pod kierunkiem prof. Czarneckiego skonstruowałem prototyp urządzenia

do pomiaru uwalniania substancji leczniczej z tabletek.

Po ukończeniu studiów w 1996 roku postanowiłem zmienić zainteresowania i zacząłem pracę

w Katedrze i Zakładzie Farmakognozji, gdzie pracowałem pod kierunkiem prof. dr. hab.

Tadeusza Wolskiego. Zostałem wprowadzony w tematykę ekstrakcji związków biologicznie

czynnych z roślin leczniczych. W tym też roku został otworzony mój przewód doktorski,

który zakończył się obroną w roku 2002. Tematem pracy doktorskiej były badania

fitochemiczne dwu odmian dyptamu jesionolistnego Dictamnus albus L. cv. Albiflores

i cv. Rosa purple. Jest to roślina z rodziny Rutaceae, która posiada wiele grup związków

biologicznie czynnych. Na szczególną uwagę zasługują olejki eteryczne oraz tkanki

wydzielnicze. W celu określenia ich strukturę i lokalizacji rozpocząłem współpracę

z prof. Elżbietą Weryszko-Chmielewską (Katedra Botaniki, Uniwersytet Przyrodniczy

w Lublinie). Ponadto rozpocząłem również współpracę z dr. hab. Ireneuszem Sową (Zakład

Chemii Analitycznej, UM w Lublinie) w zakresie rozmieszczenia metali w różnych organach

badanych substancji roślinnych. Efektem współpracy był szereg publikacji, które ukazały się

w takich czasopismach, jak: Annales UMCS, Sect. EEE, Herba Polonica, Bibliotheca Fragmenta

Agronomica. [Zał. 4 – II.D.3.3-D.3.6, II.D.3.8, II.D.3.11, II.D.3.13] oraz zostały

zaprezentowane na konferencjach naukowych [Zał.4 – III.B.91, III.B.116].

Dzięki szerokiemu tematowi podjętych badań w trakcie wykonywania doktoratu mogłem

wszechstronnie poznać i doskonalić swoje umiejętności w zakresie metod ekstrakcji


46

i identyfikacji związków o potencjalnym działaniu biologicznym. Celem pracy doktorskiej była

wielokierunkowa analiza, obejmująca uprawę surowca oraz badania fitochemiczne, w trakcie

której porównałem między odmianami poziomy związków aktywnych oraz określiłem

budowę struktur wydzielniczych.

Mój dorobek naukowy przed uzyskaniem stopnia doktora obejmuje: 11 publikacji o łącznym

Impact Factor = 0,555 i punktacji MNiSW = 28 pkt. Byłem współautorem 16 doniesień

konferencyjnych prezentowanych na krajowych oraz zagranicznych konferencjach.

2. Osiągnięcia naukowo-badawcze po uzyskaniu stopnia doktora

Nabyte w trakcie wykonywania pracy doktorskiej doświadczenie pozwoliło mi na rozpoczęcie

współpracy badawczej w zakresie fitochemii z innymi ośrodkami.

W początkowym okresie rozpocząłem współpracę z dr. Wojciechem Markowskim

i dr Katarzyną Czapińską z Katedry Chemii Uniwersytetu Medycznego w Lublinie, z którymi

rozwijałem swoje zainteresowania chromatografią cienkowarstwową TLC. Kierunek

prowadzonych wspólnie badań dotyczył rozwijania wielokrotnego i przewidywania

rozdzielania chromatograficznego z wykorzystaniem modelowania matematycznego. Z tego

zakresu ukazała się publikacja [Zał. 4. II.A.2]. Równolegle rozpoczęliśmy prace

nad rozwijaniem chromatograficznym na stałym dystansie. Chromatografia

cienkowarstwowa jest uznaną techniką analityczną. Szczególne jej zalety zauważyłem

w trakcie analizy ekstraktów roślinnych. Jednakże zauważyłem, że w przypadku

wieloskładnikowych mieszanin dystans migracji często jest tożsamy dla związków o podobnej

budowie. Pewnym rozwiązaniem problemu może być technika rozwijania wielokrotnego

na zmiennym lub stałym dystansie, ale też opracowaliśmy nową technikę, która polegała

na sekwencyjnym nanoszeniu próbek na płytkę chromatograficzną i jej wielokrotnym

rozwijaniu. Innowacyjność rozwiązania polegała na tym, że próbki nanoszono sekwencyjnie

na tożsamą płytkę, co sprawiało, że tej samej płytce możne było przeprowadzić kilkakrotnie

rozwijanie wielokrotne. Rozwiązanie to okazało się na tyle nowatorskie, że w roku 2005

zostało zgłoszone jako patent. Finalnie o udzieleniu patentu ogłoszono w roku 2010 (Zał. 4.

II.B.4). Z zakresu zastosowania chromatografii cienkowarstwowej TLC/HPTLC w badaniach

fitochemicznych byłem współautorem prac naukowych [Zał. 4 – II.A.13, II.D.3.20, II.D.3.26]


47

oraz prezentacji na konferencjach naukowych [Zał. 4 – III.B.53, III.B.63, III.B.67, III.B.75,

III.B.83]. W tematyce chromatografii cienkowarstwowej rozpocząłem w roku 2017

współpracę z zespołem prof. dr. hab. Tadeusza Dzido z Katedry Chemii Fizycznej

Uniwersytetu Medycznego w Lublinie. Jej wyniki zostały opublikowane w pracach

naukowych [Zał. 4 – II.A.17, II.A.18] oraz zaprezentowane jako poster podczas konferencji

międzynarodowej [Zał. 4 – III.B.7].

Zanieczyszczenia surowców zielarskich metalami ciężkimi są ważnym problemem

przy dalszym wykorzystaniu ich jako substancji roślinnych do użycia ich w produktach

komercyjnych. We współpracy z dr hab. Anną Błażewicz z Zakładu Chemii Analitycznej UM

w Lublinie wykonaliśmy analizę zawartości metali ciężkich nadziemnych częściach hyzopu

lekarskiego oraz zielu omżynu Dawida. Wyniki badań opublikowano w pracach naukowych

[Zał. 4 – II.A.3, II.A.27] oraz zaprezentowano podczas konferencji [Zał. 4 – III.B.62, III.B.65,

III.B.69, III.B.72, III.B.77].

Pracując w zespole profesora Tadeusza Wolskiego, brałem również udział w badaniach

naukowych realizowanych pod jego kierunkiem wspólnie z dr hab. Agnieszką Ludwiczuk

i dr Wandą Zwolan. Dotyczyły one badań fitochemicznych mających na celu ocenę składu

i zawartości substancji biologicznie aktywnych występujących w rzepieniu pospolitym

(Xanthium strumarium L.). [Zał. 4 – II.D.3.12, II.D.3.14, II.D.3.21, II.D.3.36, III.B.74, III.B.82],

różeńcu górskim (Rhodiola rosea L. i Rhodiola quadrifida Pall.) [Zał. 4 – II.D.3.17], żeń-szenia

amerykańskiego (Panax quinquefolium L.) [Zał. 4 – II.D.3.18, II.D.3.22, II.D.3.43, II.D.3.44,

III.B.92, III.B.96], hakorośli rozesłanej (Harpagophytum procumbens DC.) [Zał. 4 – II.D.3.25,

II.D.3.48, III.B.101].

Na kierunek moich zainteresowań badawczych niewątpliwie miała wpływ specjalizacja

w dziedzinie Farmacji przemysłowej oraz ukończone studia podyplomowe na kierunku

Menedżer badań naukowych i prac rozwojowych. Powyższe pozwoliło mi na poszerzenie

wiedzy w zakresie procesów produkcyjnych oraz możliwości wdrażania.

Roślinne ekstrakty i olejki eteryczne wykazują szerokie spektrum działania

przeciwbakteryjnego oraz przeciwgrzybiczego. W celu oceny tych właściwości


48

dla otrzymywanych ekstraktów od roku 2013 rozpocząłem współpracę z prof. dr hab. Anną

Malm i jej zespołem (Katedra i Zakład Mikrobiologii z Pracownią Diagnostyki

Mikrobiologicznej UM w Lublinie). Pierwsze prace dotyczyły oddziaływania ekstraktów

i olejków eterycznych na właściwości mikrobiologiczne z tego zakresu ukazały się publikacje

[Zał. 4 – II.A.5, II.A.7].

W związku z licznymi doniesieniami o coraz częstszych zachorowaniach na chorobę

wrzodową szczególną uwagę zwróciliśmy na Helicobacter pylori. Bakteria ta odpowiada

za ok. 75–90% wrzodów dwunastnicy i około 70% wrzodów żołądka. Istniała zatem potrzeba

poszukiwania roślinnych substancji mogących mieć znaczenie w eradykacji Helicobacter

pylori. Wynikiem tych poszukiwań jest publikacja [Zał. 4 – II.D.3.33] oraz zgłoszenie

patentowe nr P.413438 składu mieszanki ziołowej o udokumentowanej aktywności

anty-Helicobaceter pylori złożone wraz z firmą KRAUTEX. Wymiernym efektem tej

aktywności jest aplikacja mieszanki ziołowej do sprzedaży w sklepach zielarskich.

Kontynuując badania nad poszukiwaniem surowców roślinnych mających potencjalne

zastosowanie w zakażeniach Helicobacter pylori, biorę udział w Projekcie B+R finansowanym

przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju mającym na celu m.in. opracowanie

innowacyjnego preparatu pochodzenia naturalnego, wspomagającego eradykację

i profilaktykę zakażeń H.pylori, oraz innowacyjnej technologii wytwarzania żelatynowych

kapsułek miękkich zawierających ekstrakty ziołowe. Termin realizacji projektu to lata 2016-

2018. Prace badawczo-rozwojowe realizowane były w Katedrze i Zakładzie Farmakognozji

z Pracownią Roślin Leczniczych, Katedrze i Zakładzie Mikrobiologii Farmaceutycznej

z Pracownią Diagnostyki Mikrobiologicznej oraz w Zakładzie Wirusologii. W grancie tym

jestem Kierownikiem Zadania. Mój udział polegał na opracowaniu warunków ekstrakcji

i otrzymaniu ekstraktów roślinnych do badań biologicznych oraz ocenie właściwości

antyoksydacyjnych, a także na opracowywaniu składu mieszanek ziołowych. [Zał. 4 – II.I.1]

W wyniku współpracy z prof. dr n. med. Jolantą Szymańską z Katedry i Zakładu Stomatologii

Wieku Rozwojowego UM w Lublinie, która zgłaszała problem występowania kandydoz

oraz na podstawie własnych obserwacji osób stosujących sterydoterapię wziewną

przy chorobach astmatycznych postanowiłem dokonać przeglądu literatury naukowej oraz

wybrać substancje o potencjalnym działaniu przeciw grzybom z rodzaju Candida spp.


49

Ze względu na moje zainteresowanie olejkami eterycznymi, jako grupą o szerokim spektrum

działania mikrobiologicznego oraz potencjale aplikacyjnym, postanowiłem opracować skład

preparatu, który byłyby skuteczny w zwalczaniu kandydoz, nie tylko u dorosłych, lecz także

u dzieci. Finalny projekt powstał wspólnie z prof. Anną Malm i dr Anną Biernasiuk, które

prowadziły już wcześniej badania nad tą grupą grzybów. W celu opracowania technologii

wytwarzania nawiązałem współpracę z dr. Piotrem Bilskim z Katedry Technologii Postaci

Leków Uniwersytetu Medycznego w Bydgoszczy, UMK w Toruniu. Wspólnie opracowaliśmy

dwa innowacyjne preparaty na bazie olejków eterycznych, które stały się przedmiotem

zgłoszeń patentowych. Jedno z tych zgłoszeń dotyczące opracowania preparatu

farmaceutycznego na bazie olejków eterycznych do leczenia kandydoz jamy ustnej zwłaszcza

u dzieci zostało już wstępnie pozytywnie ocenione przez Urząd Patentowy [Zał. 4 - II.B

zgłoszenie patentowe, 2017, P.421556]. W roku 2017 zgłoszeniem patentowym

zainteresowała się firma produkcyjna, która po zapoznaniu się z ogólnymi założeniami

dotyczącymi projektu podpisała wstępną umowę o współpracy z Uniwersytetem Medycznym

w Lublinie, której jednym z celów jest rozwijanie naszego projektu związanego z leczeniem

kandydoz jamy ustnej u dzieci.

W ciągu ostatnich lat w swojej pracy badawczej wiele uwagi poświęciłem właściwościom

antyoksydacyjnym ekstraktów roślinnych i olejków eterycznych, temat ten zamierzam

kontynuować w przyszłości. Wolnym rodnikom tlenowym przypisuje się udział

w powstawaniu wielu chorób cywilizacyjnych, dlatego też istnieje potrzeba poszukiwania

substancji o właściwościach antyoksydacyjnych. Badania w tym zakresie opublikowane

zostały w pracach naukowych [Zał. 4 – I.B.H-1, I.B.H-5, I.B.H-8, II.A.6, II.A.7, II.A.9, II.A.11,

II.A.13-15, II.A.19, II.D.3.23, II.D.28, II.D.35], były także tematem referatu [Zał. 4 – K.5]

oraz były prezentowane na konferencjach krajowych i międzynarodowych [Zał. 4 – III.B.4,

III.B.5, III.B.13-15, III.B.18-20, III.B.25-27, III.B.30, III.B.40, III.B.45, III.B.50, III.B.30, III.B.39,

III.B.52]

Wolne rodniki tlenowe są również odpowiedzialne za zaburzenie homeostazy naszej skóry.

W wyniku ich działań (a zwłaszcza naruszenia włókien kolagenowych i elastylowych skóry

właściwej) może wystąpić zmniejszenie jej elastyczności i przyspieszanie powstawania

zmarszczek. W związku z tym we współpracy z dr Elwirą Sieniawską (UM w Lublinie)


50

i technologami dr. Bartłomiejem Kubiakiem i dr Danutą Partyką (Katedra Technologii Postaci

Leków, UM w Bydgoszczy, UMK w Toruniu) opracowaliśmy formulację kremu, który został

zgłoszony i opatentowany przez Urząd Patentowy w roku 2015. Preparat ten zawiera

wysokie ilości związków biologicznie czynnych o właściwościach antyoksydacyjnych.

[Zał. 4 – II.B.1, II.D.35]

Moje dalsze plany badawcze zakładają rozwijanie optymalizacji właściwości biologicznych

mieszanin olejków eterycznych metodami modelowania statystycznego ze szczególnym

uwzględnieniem ich aplikacyjnego zastosowania do produktów leczniczych i wyrobów

medycznych. Zamierzam rozwijać badania zgłoszone do Urzędu Patentowego (2017)

dotyczące leczenia kandydoz u dorosłych i u dzieci.

Zamierzam również kontynuować współprace z firmą Stell Nutrition nad opracowaniem

formulacji produktów zawierających w swoim składzie olejki eteryczne o szerokim spektrum

działania mikrobiologicznego.

W ubiegłym roku rozpocząłem współpracę z firmą Vitama S.A. nad poszukiwaniem substancji

roślinnych o właściwościach przeciwnowotworowych, dlatego też zamierzam kontynuować

w przyszłości ten kierunek mojego rozwoju naukowego.

3. Współpraca z innymi ośrodkami naukowymi oraz przemysłem

a. w obrębie Wydziału Farmaceutycznego z Oddziałem Analityki Medycznej, Uniwersytet

Medyczny w Lublinie:

1. Katedra i Zakład Biochemii i Biotechnologii (prof. Grażyna Ginalska, dr Rafał Sawicki)

– w zakresie badań antyoksydacyjnych ekstraktów roślinnych.

2. Katedra i Zakład Farmacji Stosowanej (prof. Ewa Poleszak, dr Piotr Belniak)

– w zakresie opracowywania formulacj postaci leków.

3. Katedra i Zakład Mikrobiologii Farmaceutycznej z Pracownią Diagnostyki

– (prof. Anna Malm, dr Anna Biernasiuk, dr Izabela Korona-Głowniak) – w zakresie

badań mikrobiologicznych olejków eterycznych i ekstraktów roślinnych.

4. Katedra i Zakład Toksykologii (prof. Jarosław Dudka i zespół) – w zakresie badań

właściwości biologicznych ekstraktów roślinnych.


51

5. Zakład Chemii Analitycznej (dr hab. Anna Błażewicz, dr hab. Ireneusz Sowa)

– w zakresie badań fitochemicznych.

6. Zakład Chemii Fizycznej (prof. Tadeusz Dzido i zespół) – w zakresie badań

fitochemicznych z wykorzystaniem techniki chromatografii cienkowarstwowej.

b. międzywydziałowa I i II Wydział Lekarski, Uniwersytet Medyczny w Lublinie:

1. Katedra i Zakład Stomatologii Wieku Rozwojowego (prof. Jolanta Szymańska)

– w zakresie określenia problemów zakażeń mikrobiologicznych, dwa wspólne

zgłoszenia patentowe.

2. Zakład Wirusologii (prof. Małgorzata Polz-Dacewicz, dr Barbara Rajtar, dr Łukasz

Świątek) – w zakresie badań toksyczności olejków eterycznych i ekstraktów

roślinnych.

c. współpraca międzyuczelniana

1. Katedra Analizy i Oceny Żywności, Centralne Laboratorium Agroekologiczne, Uniwersytet

Przyrodniczy w Lublinie (dr hab. Radosław Kowalski) – w zakresie badań GC/MS.

2. Centralne Laboratorium Agroekologiczne, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie

(dr hab. Radosław Kowalski) – w zakresie badań GC/MS.

3. Katedra i Zakład Farmacji Stosowanej, Collegium Medicum w Bydgoszczy, UMK w Toruniu

(dr Danuta Partyka, dr Bartłomiej Kubiak, dr Piotr Bilski) – w zakresie formulacji postaci

leku.

4. Pracownia Towaroznawstwa Produktów Roślinnych, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie

oraz Centrum Innowacji Badań i Nauki w Lublinie (dr inż. Anna Kiełtyka-Dadasiewicz)

– pozyskiwanie surowców roślinnych do badań.

5. Katedra i Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej, Warszawski Uniwersytet Medyczny

(dr Monika Zielińska-Pisklak) – w zakresie badań antyoksydacyjnych i analizy NMR.

6. Zakład Chemii Analitycznej, Uniwersytet Medyczny w Gdańsku (prof. Marek Wesołowski,

dr Beata Ulewicz-Magulska) – w zakresie badań statystycznych.

7. Katedra Warzywnictwa i Roślin Leczniczych, Akademia Rolnicza w Lublinie (obecnie

Uniwersytet Przyrodniczy) (prof. Jan Dyduch i dr hab. Agnieszka Najda) – prowadzenie

wspólnych badań fitochemicznych.


52

8. Katedra Botaniki, Akademia Rolnicza w Lublinie (obecnie Uniwersytet Przyrodniczy)

(prof. Elżbieta Weryszko-Chmielewska) – w zakresie badań anatomiczno-morfologicznych.

9. Katedry Chemii Środowiska i Bioanalityki, UMK w Toruniu (prof. Bogdan Buszewski,

dr hab. Michał Szumski, dr hab. Ewa Kłodzińska) – w zakresie badań fitochemicznych

i analizy metodą elektroforezy kapilarnej.

10. Ogród Botaniczny UMCS w Lublinie – (dr Grażyna Szymczak) – w zakresie

pozyskiwania surowców do badań.

d. współpraca naukowa międzynarodowa

1. Zuriyadda Sakipova, Elmira Bekbolatova, Galiya Ibadullayeva, Aliya S. Mamatova, School

of Pharmacy, Asfendiyarov, Kazakh National Medical University, Almaty, Kazachstan – współpraca

w zakresie obliczeń statystycznych i oceny właściwości antyoksydacyjnych ekstraktów roślinnych.

e. współpraca z przemysłem

1. Zakłady Farmaceutyczne COLFARM, Mielec – w zakresie opracowania składu

innowacyjnego preparatu pochodzenia naturalnego, wspomagającego eradykację

i profilaktykę zakażeń Helicobacter pylori.

2. Przedsiębiorstwo Handlowe KRAUTEX, Łopiennik Górny – w zakresie poszukiwania

surowców roślinnych o działaniu przeciwbakteryjnym, współudział w zgłoszeniu

patentowym, wyniki zostały aplikowane jako produkt dostępny na rynku.

3. Eureka Grupa. Inżynieria Spożywcza, Doradztwo i Projektowanie, Lublin – w zakresie

opracowania projektu urządzenia do ekstrakcji przyspieszonej substancji biologicznie

czynnych z surowców roślinnych wspomaganej ultradźwiękami.

4. Stella Nutrition Sp. z o.o., Warszawa – w zakresie opracowania preparatu pochodzenia

naturalnego o właściwościach prozdrowotnych, współudział w zgłoszonym do NCBiR

projekcie badawczym.

5. Vitama S.A.– w zakresie prowadzenia izolacji związków biologicznie aktywnych, udział

w projekcie badawczym.


53

4. Kierowanie międzynarodowymi i krajowymi projektami badawczymi oraz udział w takich projektach

1. Utworzenie Centrum Badawczo-Rozwojowego w celu opracowania innowacyjnego

preparatu pochodzenia naturalnego wspomagającego eradykację i profilaktykę

zakażeń H.pylori oraz innowacyjnej technologii wytwarzania żelatynowych

kapsułek miękkich zawierających ekstrakty ziołowe. Okres realizacji projektu: 2016-

2018. Projekt finansowany: POIR.02.01.00-00-0112/15. Udział: w projekcie byłem

Kierownikiem Zadania badawczego.

2. Utworzenie Centrum B+R VITAMA S.A., w celu prowadzenia prac B+R

nad innowacyjnymi wyrobami medycznymi/produktami leczniczymi/suplementami

diety do stosowania w terapii przeciwnowotworowej i schorzeń jamy ustnej. Okres

realizacj projektu: 2017-2022. Projek finasowany: POIR.02.01.00-00-0068/17. Udział:

wykonawca badań.

5. Międzynarodowe i krajowe nagrody za działalność naukową

1. Nagroda Rektora II stopnia za osiągnięcia naukowe w roku 2015, UM w Lublinie.

2. Nagroda Rektora I stopnia za osiągniędcia naukowe w roku 2013, UM w Lublinie.

3. Nagroda Rektora II stopnia za osiągnięcia naukowe w roku 2010, UM w Lublinie.

6. Wygłoszenie referatów na międzynarodowych i krajowych konferencjach tematycznych

Wygłoszone referaty:

1. Baj T., 2017. Kształcenie przed- i podyplomowe farmaceuty w zakresie wiedzy na temat

leku roślinnego. Konferencja Naukowa Nauka jako antidotum na zagrożenia

dla pacjenta i dla leczniczego produktu roślinnego. Polska Rada Leku Roślinnego,

Kraków.

2. Baj T., Kowalski R., Głowniak K., 2010. Ocena zawartości i skladu olejków eterycznych

otrzymywanych na skalę laboratoryjną. XXI Naukowy Zjazd Polskiego Towarzystwea

Farmaceutycznego, Gdańsk.

3. Baj T., Wolski T., Głowniak K., 2007. Hyzop lekarski (Hyssopus officinalis L.) – zawartość

i skład olejku eterycznego. Krajowe sympozjum "Naturalne i Syntetyczne Produkty

Zapachowe", Łódź.


54

Współautor wygłoszonych referatów:

4. Świątek Ł., Rajtar B., Stec A., Baj T., Ludwiczuk A., Sieniawska E., Polz-Dacewicz, 2017.

Natural product-derived antivirals – challenges and prospects. IV Lubelskie Dni

Wirusologiczne. II Zjazd Polskiego Towarzystwa Wirusologicznego. Nałęczów.

5. Głowniak K., Baj T., Sieniawska E., 2015. Medicinal plants as potential sources

of antioxidant compounds. Międzynarodowa Konferencja “Analytical methods to study

oxidative damage, antioxidants and drugs”, Białystok.

6. Sieniawska E., Baj T., Głowniak K., 2013. Analiza związków lotnych w ekstraktach

z marchwicy pospolitej (Mutellina purpurea Poir.). XXII Naukowy Zjazd Polskiego

Towarzystwa Farmaceutycznego, Białystok.

7. Uczestnictwo w programach europejskich oraz innych programach międzynarodowych i krajowych

1. Tytuł projektu: „ROSIE Responsible and Innovative SME’s in Central Europe”

(Odpowiedzialne i Innowacyjne MŚP w Europie Środkowej), finansowanego

ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu

Interreg Europa Środkowa. Priorytet 1: Cooperating on innovation to make Central Europe more competitive (Współpraca

w zakresie innowacji na rzecz zwiększenia konkurencyjności).

Okres realizacji 1.07.2017-31.08.2020 r.

2. Tytuł projektu: „Uniwersytet Nowoczesny - współpraca" Priorytet IV – Szkolnictwo Wyższe i Nauka. Działanie 4.1 Wzmocnienie i rozwój potencjału

dydaktycznego Uczelni oraz zwiększenie liczby absolwentów kierunków o kluczowym znaczeniu

dla gospodarki opartej na wiedzy. Poddziałanie 4.1.1. Wzmocnienie potencjału dydaktycznego

Uczelni. Numer konkursu 2/POKL/4.1.1./2009. Okres realizacji 01.09.2009-30.09.2012

3. Tytuł Projektu: „Najlepsze praktyki” w strategicznej transformacji KUL”. Priorytet IV – Szkolnictwo Wyższe i Nauka. Działanie 4.1 Wzmocnienie i rozwój potencjału

dydaktycznego Uczelni oraz zwiększenie liczby absolwentów kierunków o kluczowym znaczeniu

dla gospodarki opartej na wiedzy. Poddziałanie 4.1.1. Wzmocnienie potencjału dydaktycznego

Uczelni. Nr umowy projektu UDA-POKL.04.01.01-00-113/10-00).

4. Tytuł Projektu: Transfer wiedzy i technologii szansą na gospodarczy rozwój Polski. Priorytet IV Szkolnictwo Wyższe i Nauka. Działanie 4.2. Rozwój kwalifikacji kadr systemu B+R i wzrost

świadomości roli nauki w Rozwoju gospodarczym. Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki.

Projekt realizowany od 01.09.2010 do 31.08.2011 r.


55

5. Tytuł projektu: Bank innowacyjnych pomysłów – upowszechnianie dobrych

praktych komercjalizacji wiedzy na terenie wojwództwa Lubelskiego. Priorytet VIII Regionalne kadry gospodarki, Działanie 8.2. Transfer wiedzy.Program Operacyjny Kapitał

Ludzki 2007-2013. Okres trwania projektu 09.2009-07.2010. Projekt nr 208/POKL/08.02.01-06-

039/09/00

8. Aktywny udział w międzynarodowych i krajowych konferencjach naukowych

❖ Wyniki swoich prac badawczych oraz powstałych w ramach współpracy z innymi

ośrodkami naukowymi prezentowałem w formie 118 posterów/streszczeń

na konferencjach międzynarodowych (77) i krajowych (41).

❖ Byłem członkiem Komitetu Organizacyjnego:

1. X Polska Konferencja Chemii Analitycznej, 2018, Lublin, (jak również

przewodniczącym sekcji tematycznej).

2. International Symposium on Chromatography of Natural Products (ISCNP)

w latach 2018, 2016, 2014, 2012, 2010, Lublin.

3. 46th International Symposium on Essential Oils (ISEO), 2015, Lublin.

4. X Konferencja Chromatograficzna „Chromatografia – niezbędne narzędzie w nauce

i technice”, 2014, Lublin.

❖ Byłem członkiem Komitetu Naukowego:

LI Sympozium Studenckich Kół Naukowych Uczelni Medycznych, 2012, Lublin,

członek Komitetu Naukowego.

❖ Prowadziłem na zaproszenie Sesję tematyczną:

International Conference Pharmacy today and tomorrow - Theory and Practice,

2015, Lublin.

9. Pozostałe nagrody i wyróżnienia

1. Za zasługi w działalności na rzecz ochrony zdrowia w roku 2017 zostałem

odznaczony Srebrnym Krzyżem Zasługi, pondato, wcześniej w 2011 roku

otrzymalem Odznakę honorową Ministra Zdrowia Za zasługi dla Ochrony

Zdrowia.

2. W trakcie specjalizacji z Farmacji przemysłowej otrzymałem stypendium Fundacji

Pro Pharmacia Futura.


56

10. Udział w konsorcjach i sieciach badawczych

1. Konsorcjum utworzone przez: Uniwersytet Medyczny w Lublinie i Stella

Nutrition sp. z o.o., Program Operacyjny Inteligentny Rozwój 2014-2020,

Oś IV Zwiększenie potencjału naukowo – badawczego, Działanie 4.2 Badania

naukowe i prace rozwojowe, poddziałanie 4.1.2 Regionalne agendy naukowo –

badawcze, Instytucja pośrednicząca: Narodowe Centrum Badań i Rozwoju,

Okres realizacji projektu: 01.01.2019–31.08.2021.

W złożonym przez Konsorcjum projekcie badawczym jestem wskazany

jako Kierownik B+R.

11. Udział w komitetach redakcyjnych i radach naukowych czasopism

1. Jestem członkiem Editorial Boards (od 2018) czasopisma Industrial Crops

and Products (wydawca Elsevier), (IF = 3.849; 40pkt. MNiSW).

2. Od 2011 roku uczestniczę w posiedzeniach Rady Programowej Wydawnictwa

Uniwersytetu Medycznego w Lublinie.

3. Od roku 2010 jestem Managing Editorem czasopisma naukowego Current Issues

in Pharmacy and Medical Science (wcześniej Annales UMCS, sect. DDD, Pharmacia)

(8 pkt MNiSW, Lista B).

12. Członkostwo w międzynarodowych i krajowych organizacjach oraz towarzystwach naukowych

Jestem czlonkiem krajowych towatrzystw naukowych:

❖ Polskiego Towarzystwa Farmaceutycznego

❖ Polskiego Towarzystwa Botanicznego

❖ Zarządu Polskiego Towarzystwa Farmaceutcznego Oddział w Lublinie.

Od roku 2012 jestem Przewodniczącym Zarządu Ogólnopolskiej Sekcji Leku

Roślinnego przy Zarządzie Głównym Polskiego Towarzystwa Farmaceutycznego.

❖ Od roku 2013 jestem członkiem Phytochemical Society of Asia, Japonia.


57

13. Osiągnięcia dydaktyczne i w zakresie popularyzacji nauki

1. Za swoje osiągnięcia otrzymałem dwukrotnie dydaktyczne Nagrody Rektora UM:

III stopania w roku 2011 i II stopnia w 2012 roku.

2. Byłem i jestem nadal członkiem Rady Wydziału, kadencje 2012-2016 i 2016-2020.

3. Byłem i jestem członkiem: Uczelnianej Komisji Dyscyplinarnej ds. Nauczycieli

Akademickich na kadencje 2012-2016 i 2016-2020,

4. Wydziałowego Zespółu Doradczego Dziekana ds. Organizacji Studiów

Magisterskich na kierunku farmacja prowadzonych w języku angielskim,

5. Wydziałowego Zespółu Doradczego Dziekana ds. promocji Wydziału, gdzie pełnię

funkcję sekretarza.

6. Pełnię również rolę koordynatora przedmiotów realizowanych na Wydziale

Farmaceutycznym z Oddziałem Analityki Medycznej UM w Lublinie: Analiza

związków pochodzenia naturalnego, Dobra Praktyka Dystrybucyjna, Dobra Praktyka

Wytwarzania Produktów Leczniczych oraz Suplementów Diety, Nowoczesne Metody

Analizy Fitochemicznej, Procesy Walidacyjne w Przemyśle Farmaceutycznym,

Systemy Zarządzania Jakością w Przemyśle, Produkcja i Kontrola Procesu

Wytwarzania, Przemysł Farmaceutyczny w Polsce i na Świecie (do roku 2016),

Systemy Oceny Ryzyka w Przemyśle Farmaceutycznym.

7. Biorę czynny udział w Lubelskim Festiwalu Nauki, współprezentując projekt festiwalowy

z zakresu fitochemii – prowadzę pokaz hydrodestylacji olejków eterycznych.

14. Opieka naukowa nad studentami

1. Promotorstwo 12 doświadczalnych prac magisterskich (dyplomowych) na kierunku

Farmacja/Kosmetologia.

2. Promotorstwo 3 prac licencjackich studentów kosmetologii.

3. Jestem opiekunem Koła Naukowego dzialającego przy Katedrze i Zakładzie

Farmkognozji z Pracowanią Roślin Leczczniczych, których wyniki prac były

prezentowane podaczas Sympozium Kół Naukowych Uczelni Medycznych.

4. W roku 2005 Minister Zdrowia powierzył mi obowiązki kierownika specjalizacji

w specjalności Lek roślinny,

5. Jestem organizatorem wizyt studyjnych dla studentów w zakladach produkcyjnych.

Dotychczas studenci mogli zapoznać się z produkcją produktów roślinnych: Herbapol-

Lublin; produkcją kapsułek miękkich Colfarm, Mielec oraz z zasadą Dobrej Praktyki

Dystrybucyjnej w Hurtowni Farmaceutycznej „Slawex”, Lublin.


58

15. Opieka naukowa nad doktorantami w charakterze opiekuna naukowego lub promotora pomocniczego

Jestem Promotorem pomocniczym w jednym przewodzie doktorskim.

16. Staże w zagranicznych i krajowych ośrodkach naukowych lub akademickich

1. Institut de Recheerches SERVIER, Paryż-Orlean – Laboratoria naukowo-badawcze.

Francja. 9-12 maja 2012.

2. Przedsiębiorstwo Farmaceutyczne ANPHARM SA, Warszawa, 21-30 kwietnia 2010.

3. A.Vogel/Bioforce AG, Roggwil, Szwajcaria, 19-23 września 2008,

4. Second Central and Eastern European Workshop on Carotenoids, 18-23 maja

1998, Pecs, Węgry.

17. Wykonane ekspertyzy lub inne opracowania na zamówienie

1. Baj T., Sieniawska E., 2017. Raport ze stanu rejestracji roślinnych produktów

leczniczych o tradycyjnym zastosowaniu w leczeniu parazytozy w Europie i

na świecie oraz tradycyjnego wykorzystania surowców roslinnych w lecznictwie

przeciwpasożytniczym. Podmiot zlecający: Invent Farm, Lublin.

2. Baj T., 2016. Sporządzenie opinii o innowacyjności produktu Recupero-Fit

(specjalny zestaw ćwiczeń + ziołowy napój o właściwościach regeneracyjnych

RECUPERO) niezbędnej do złożenia wniosku o dofinansowanie projektu

w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Lubelskiego

na lata 2014-2020, Działanie 3.7 przez firmę Rekupera Health sp. z o.o.

Organ zlecający opracowanie opinii o innowacyjności: Uniwersytet Medyczny

w Lublinie, na wniosek przedsiębiorstwa Rekupera Health sp.z.o.o.

3. Na zlecenie Głownego Inspektoratu Jakości Handlowej Artykułów Rolno-

Spożywczych – Laboratorium Specjalistyczne w Lublinie i Gdyni brałem udział

jako wykonawca w 4 porównaniach międzylaboratoryjnych.


59

18. Udział w zespołach eksperckich i konkursowych

1. W roku 2016 aktem powołania przez Dyrektora Centrum Medycznego Ksztalcenia

Podyplomowego w Warszawie wszedłem w skład Zespółu Ekspertów

do opracowania programu specjalizacji w dziedzinie Farmacja przemysłowa.

2. W roku 2016 aktem powołania przez Dyrektora Centrum Medycznego Ksztalcenia

Podyplomowego w Warszawie wszedłem w skład Zespółu Ekspertów

do opiniowania jednostek organizacyjnych ubiegajacych się o akredytację

do prowadzenia szkolenia specjalizacyjnego i staży kierunkowych w dziedzinie

Farmacji przemysłowej.

3. W roku 2010 zostałem powołany przez Dyrektora Centrum Egzaminów Medycznych

w Łodzi na członka Państwowej Komisji Egzaminacyjej w dziedzinie: Farmacja

apteczna.

19. Recenzowanie publikacji w czasopismach międzynarodowych i krajowych

❖ Od roku 2012 wykonałem 47 recenzji artykułów dp czasopism naukowyh m.in.:

Industrial Crops and Products, Food Analytical Methods, Journal of Essential Oil

Research, Journal of Essential Oil Bearing Plants, Arabian Journal of Chemistry,

Food and Chemical Toxicology, Saudi Journal of Biological Sciences, Annals

of Agricultural and Environmental Medicine, Oxidative Medicine and Cellular

Longevity, Natural Product Research, Pakistan Journal of Scientific & Industrial

Research, Clinical Phytoscience. (Listę czasopism wraz z liczbą recenzji przedstawiłem

w Zał. 4.)

❖ Od roku 2006 jestem zastępcą redaktora naczelnego oraz konsultantem

farmaceutycznym w „Aptekarz Polski – Pismo Naczelnej Rady Aptekarskiej” –

do moich zadań należy m.in. ocena merytoryczna tekstów popularno-naukowych.

dr n. farm. Tomosz BajZołqcznik nr 2, Autore|erat przedstawiojqcy opis dorobku i osiqgnięć naukowych

Mój dorobek naukowo.badawczy obejmuje:

* 63 oryginalne pełnotekstowe prace naukowe, W tym: w czasopismach

z lmpact Factor (lF) - 26; w czasopismach bez lF - 37

* L7 prac pog|qdowych w czasopismach bez lF

.E 2 publikacje petnotekstowe w suplementach czasopism bez lF

* 63 prace popularno-naukowe i inne

{. 4 uzyskane patenty RP

* 7 zgłoszeń patentowych RP,

* 1 współautorstwo podręcznika

* autorstwo/współautorstwo 4 rozdzialów w monografii naukowej

(w tym 2 rozdziaĘ w podręczniku o zasięgu międzynarodowym)

* 118 streszczeń ze zjazdów i konferencji: w tym 77 na konferencjach

międzynarodowych i 41 na konferencjach krajowych

* Sumaryczny lmpact Factor pub|ikacji według Iisty JournaI Citation Reports (JCR),

zgodnie z rokiem opub|ikowania, wynosi 37,478 punktów, co stanowi 723,50

punktów MNisw.

* Łqczna |iczba cytowań (bez autocytowań) pub|ikacjiwedtug bazy Web of ScienceTM

Core Collection:73 (według bazy Scopus: 96).

.:. lndeks Hirscha (h-index) według bazy Web of ScienceTM Core Collection:5,

według bazy Scopus:6'

aa7

60

przedstawiający opis dorobku i osiągnięć naukowych · dr n. farm. Tomasz Baj Załącznik nr 2....

Documents

Transcript of przedstawiający opis dorobku i osiągnięć naukowych · dr n. farm. Tomasz Baj Załącznik nr 2....